ITMI980663A1

ITMI980663A1 - Dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di reazione di un liquido

Info

Publication number: ITMI980663A1
Authority: IT
Inventors: Eustachio Plasmati
Original assignee: Eustachio Plasmati
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-09-30
Also published as: EP0947821A1; IT1298964B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO IN CONTINUO DELL'ANDAMENTO DI PROCESSI DI REAZIONE IN UN LIQUIDO

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di reazione in un liquido.

Più particolarmente, la presente invenzione sarà descritta in relazione al processo di trasformazione di zuccheri in alcool, ad opera di lieviti , in una soluzione zuccherina detta mosto. L'invenzione può tuttavia essere vantaggiosamente utilizzata in qualsiasi processo di trasformazione di un liquido contenuto in un serbatoio, quando il processo provoca una diminuzione di peso del liquido stesso.

La trasformazione di zucchero in alcool è una reazione esotermica che avviene con emissione di anidride carbonica e conseguente perdita di peso. Per ottenere il migliore livello qualitativo del prodotto finale occorre controllare sia la velocità di fermentazione sia la temperatura del liquido, tenendo conto che il valore ottimale di queste due grandezze varia secondo le fasi del processo di fermentazione.

Attualmente si opera rilevando la temperatura del liquido in un punto del serbatoio ed in base al valore misurato si agisce, mediante scambiatori di calore, per contenerla entro i limiti prestabiliti .

La velocità di fermentazione viene rilevata mediante prelievo di campioni che vengono sottoposti ad analisi chimica o a rilevamento fisico (per esempio mediante rifrattometri ) del tenore residuo di zuccheri.

É pertanto necessaria una continua sorveglianza del serbatoio ed un notevole lavoro di analisi per verificare costantemente l'andamento della fermentazione e per poter agire tempestivamente .

Compito della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento dell'andamento di processi di reazione in un liquido che superi gli inconvenienti della tecnica nota.

Uno scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento dell'andamento di processi di reazione in un liquido che permetta il rilevamento in continuo ed in tempo reale.

Un altro scopo ancora è quello di realizzare un dispositivo costruttivamente semplice ed affidabile.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di reazione in un liquido comprendente un serbatoio contenente un liquido e caratterizzato dal fatto di comprendere un mezzo di rilevamento del peso del liquido associato ad una unità di elaborazione della misurazione di detto peso atta a determinare la variazione del peso nel tempo per controllare l'andamento di un processo di reazione causante una variazione del peso di detto liquido.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, dell'invenzione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 è una vista schematica in alzato laterale del dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di reazione in un liquido, secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista parzialmente sezionata, in alzato laterale, del dispositivo secondo l'invenzione applicato ad un serbatoio .

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di fermentazione, secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo tubolare 3 associato ad un serbatoio 5 contenente un liquido 7.

Un mezzo di rilevamento della pressione, per esempio un trasduttore di pressione 9 è applicato al corpo tubolare 3 in modo tale da definire un cuscino di aria 15, di altezza h, tra il trasduttore 9 e la superficie del liquido 7.

Vantaggiosamente, il corpo tubolare 3 è provvisto di un attacco 11 per una valvola 13 atta a permettere l'immissione di un getto di fluido di lavaggio, per esempio acqua, atto a lavare il tratto di corpo tubolare interessato dal liquido o mosto da misurare.

La posizione della valvola 13 e dell'attacco 11 sono tali per cui il getto di fluido di lavaggio non colpisca il trasduttore di pressione 9 danneggiandolo.

Il trasduttore di pressione è collocato preferibilmente alla base del serbatoio ed è collegato ad una unità di elaborazione (non illustrata), tipicamente costituita da un controllore programmabile, o da un PC, in grado di rilevare, con cadenza regolare la pressione che grava sul trasduttore di pressione e pertanto, nota la geometria del serbatoio, il peso del liquido contenuto nel serbatoio stesso.

La variazione di peso tra un rilevamento e l'altro, divisa per la lunghezza dell'intervallo di scansione, è proporzionale alla velocità di reazione.

Ad esempio, nella trasformazione di un mosto in vino, si tende a controllare la velocità di reazione in modo che la produzione di alcool avvenga con una velocità dell'ordine di 0.1 gradi alcool per ora. Un volume di 1000 litri di mosto, contente zuccheri per un potenziale di 12 gradi alcool, pesa 1089 kg e, dopo la trasformazione completa degli zuccheri in alcool peserà 996.7 kg con una variazione di peso di 92.3 kg. Lo sviluppo di 0.1 gradi alcool comporta pertanto una diminuzione di peso di 0.77 kg pari a circa lo 0.70 °/°° del peso iniziale.

Il dispositivo secondo l'invenzione permette di rilevare l'andamento della reazione con una sensibilità di tale ordine di grandezza grazie anche ad alcuni accorgimenti quali un opportuno software del PLC o PC atto ad eliminare o ridurre drasticamente l'effetto di letture accidentali, per esempio, eseguendo in continuo il calcolo della media di un numero rilevante di letture consecutive. Un altro accorgimento, già descritto, è quello di installare il trasduttore di pressione in modo che non venga a contatto diretto del liquido in fermentazione che ha la tendenza a creare incrostazioni su una eventuale membrana disposta tra il trasduttore ed il liquido, falsando la lettura del trasduttore.

Si noti che l'altezza h varia con il variare della pressione da leggere per cui anche questa variabile dovrà essere considerata nel tradurre in peso del liquido il segnale elettrico inviato dal trasduttore all'unità di controllo.

Il dispositivo di rilevamento, secondo la presente invenzione, può essere integrato da un secondo trasduttore collocato ad un livello più alto del precedente atto a rilevare la densità del liquido, e da un trasduttore di temperatura. Le misurazioni trasmesse da questi ulteriori trasduttori all'unità di elaborazione permettono, mediante opportuno software, di controllare anche la densità, il volume e la temperatura del liquido.

Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di reazione in un liquido in grado di fornire una esatta indicazione dell'andamento della reazione in tempo reale e senza la necessità di interventi da parte di personale specializzato.

Il dispositivo di rilevamento secondo l'invenzione, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di rilevamento in continuo dell'andamento di processi di reazione in un liquido comprendente un serbatoio contenente un liquido e caratterizzato dal fatto di comprendere un mezzo di rilevamento del peso del liquido associato ad una unità di elaborazione della misurazione di detto peso atta a determinare la variazione del peso nel tempo per controllare l'andamento di un processo di reazione causante una variazione del peso di detto liquido.
2. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di rilevamento del peso è costituito da un sensore di pressione.
3. Dispositivo di rilevamento, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto sensore di pressione è disposto in prossimità della base del serbatoio.
4. Dispositivo di rilevamento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore di pressione è applicato ad un corpo tubolare, associato al serbatoio, in modo tale da definire un cuscino di aria tra il trasduttore e la superficie del liquido contenuto nel serbatoio.
5. Dispositivo di rilevamento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo tubolare è provvisto di .un attacco .per un mezzo valvolare atto a permettere l'immissione di un getto di fluido di lavaggio atto a lavare il tratto di corpo tubolare interessato da detto liquido senza colpire detto sensore di pressione.
6. Dispositivo di rilevamento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo sensore collegato a detta unità di elaborazione e collocato ad un livello superiore a quello del sensore di pressione ed atto a rilevare la densità del liquido.
7. Dispositivo di rilevamento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un terzo sensore collegato a detta unità di elaborazione ed atto a rilevare la temperatura del liquido.
8. Dispositivo di rilevamento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.