¡Hola Öle y helado frío

Fig. 1: Un nuevo sensor de temperatura de autocalibración evita 3000 interrupciones del proceso por año en la producción de aceites y grasas. (Foto: Endress + Hauser)

Fig. 2: Alta precisión en la medición del caudal másico y la densidad, para helados en masa o para otras funciones en el análisis de procesos. (Foto: Endress + Hauser)

Fig. 3: El sensor para la titulación termométrica tiene como ventaja principal que no requiere mantenimiento: ni calibración, ni acondicionamiento, ni rellenado con solución electrolítica. (Foto: Metrohm)

Abb. 4: Das Prinzip: Am Titrationsendpunkt steigt (exotherme Reaktion, links) bzw. fällt (endotherme Reaktion, rechts) die Temperatur nicht mehr. (Grafik: Metrohm) / Fig. 4: El principio: la temperatura ya no aumenta (reacción exotérmica, a la izquierda) o ya no disminuye (reacción endotérmica, a la derecha) en el punto final de la titulación. (Gráfico: Metrohm)

Fig. 5: Supervisión completamente automática de procesos las 24 horas del día: sistema moderno de análisis de procesos para la titulación termométrica. (Foto: Metrohm)

El símbolo del termómetro simboliza de manera tan contundente como acertada la tendencia principal actual en sensores de análisis de procesos. Se basa en el deseo de sistemas de bajo mantenimiento y autocalibrables.

La medición de temperatura representa una condición necesaria, e incluso vital, para un proceso funcional y económico en muchos ámbitos de la química, farmacéutica, alimentaria y biotecnológica. Esto por sí solo requiere una calibración regular del termómetro. En el caso de medicamentos y alimentos, además, es necesario por razones regulatorias.

Termómetros en línea en la producción de alimentos

Un ejemplo: un fabricante de aceites y grasas vegetales de alta calidad debe mantener una temperatura definida en el proceso de producción, lote tras lote. Clásicamente, el equipo de producción desmonta los sensores relevantes después de cada lote, los calibra y los vuelve a montar.

Ahora existe una alternativa elegante: termómetros en línea autocalibrables. En este sistema, trabajan en conjunto dos sensores. Un sensor de referencia calibrado responde a una caída por debajo de su temperatura de Curie, por ejemplo, cuando la planta de producción se limpia después de un lote. Esto provoca una recalibración del sensor primario. Ni siquiera es necesario que un técnico inspeccione la instalación (salvo en caso de una falla). Sin embargo, el operador tiene la seguridad de que: “Nuestros sensores de temperatura funcionan perfectamente y cumplen con los requisitos regulatorios.” El protocolo de recalibración se emite electrónicamente y está disponible para fines de documentación. En la producción de aceites y grasas mencionada, la alternativa autocalibrable evita 3000 interrupciones del proceso y tantas intervenciones de técnicos al año.

Un avance adicional para algunos procesos de producción de alimentos son los innovadores medidores de flujo Coriolis. Además de determinar el flujo másico, miden la densidad como una magnitud adicional. Un sistema recientemente disponible en el mercado logra, gracias a una tecnología de multi-frecuencia sofisticada, una precisión de medición especialmente alta. Esto es importante, entre otras cosas, en transacciones que requieren calibración metrológica.

La medición combinada incluso funciona en aplicaciones particularmente difíciles. Esto afecta principalmente líquidos con alta viscosidad y, como complicación adicional, con burbujas de gas (por ejemplo, helado suelto). Una medición de densidad confiable sirve aquí como un valioso parámetro de calidad. Los mismos sensores también ofrecen ventajas concretas a la industria del petróleo y del gas. En este segmento, destacan por su alta precisión en la determinación de masa o volumen.

Termotitración: antes, mantenimiento laborioso

De la analítica no destructiva a la destructiva: aquí, procedimientos en línea y en línea — pero actualmente a menudo con un enfoque común. La tendencia va hacia métodos más robustos y de menor mantenimiento, sin necesidad de recalibración posterior. Esto impulsa en el campo de la analítica química húmeda muchas innovaciones hacia la termotitración.

Mientras que clásicamente se determinaba el punto de inflexión de una curva de titulación potenciométrica, ahora se centra la atención en la temperatura en el punto final de la titulación. Justo aquí, debería dejar de cambiar, tras un aumento (reacción exotérmica) o una disminución (reacción endotérmica), porque el analito ha sido consumido por la reacción con la solución añadida. Muchas cosas que antes se daban por sentadas dejan de serlo: sensores de vidrio con membrana de pH, llenado y llenado de nuevo con soluciones electrolíticas, acondicionamiento y calibración del electrodo.

Una aplicación interesante son los baños de ácido fluorhídrico en la fabricación de semiconductores y galvanoplastia. El ácido fluorhídrico es un medio extremadamente agresivo que ataca el vidrio; en este caso, se debe evitar el uso de electrodos de pH típicos (¡“electrodo de vidrio”!). Los termotituladores ofrecen la posibilidad de fabricar todas las partes en contacto con el medio en plástico resistente, lo que los hace resistentes al ácido fluorhídrico.

“Volver a las raíces” vale la pena

Las innovaciones actuales también muestran que la investigación básica merece la pena. Por ejemplo, los “ingenieros de Coriolis” invirtieron varios años en investigación física fundamental para entender mejor el comportamiento de líquidos complejos. Esto probablemente sentará las bases para futuros avances en aplicaciones técnicas.