Medición de cloro libre en las Industrias de procesos
Por Steve Rupert
El cloro se usa comúnmente en muchas industrias como agente blanqueador y oxidante. Estos incluyen las industrias de procesamiento químico, farmacéutica, textil y de papel de pulpa &. Se utiliza como desinfectante o desinfectante en la industria de procesamiento de bebidas de alimentos &, así como en las plantas de agua municipales para controlar los olores y mejorar el sabor del agua potable y eliminar los patógenos en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Las torres de refrigeración de las refinerías petroquímicas, las centrales eléctricas y los sistemas de CLIMATIZACIÓN de la mayoría de los edificios grandes utilizan cloro para controlar el crecimiento de microorganismos, algas y biopelículas en el agua de refrigeración. Estos microorganismos y biopelículas reducen la eficiencia de la torre de enfriamiento y pueden facilitar la propagación de enfermedades como la enfermedad del Legionario.
¿Qué es el cloro libre?
El gas de cloro y/o el hipoclorito de sodio (lejía) son las fuentes comunes de cloro en el agua. Ambos tipos forman los mismos compuestos cuando se introducen en el agua: ácido hipocloroso, HOCl, e hipoclorito, OCl-. El porcentaje de cada componente en la solución está dictado por el pH de la solución. Aproximadamente a un nivel de pH de 7,5, la relación es de 1:1. Si el pH cae a 6,5, entonces la forma ácida se ve favorecida con un 90% de HOCL y un 10% de OCl -. A un nivel de pH de 8,5, la forma alcalina predomina como 90% OCl y 10% HOCl. El ácido hipocloroso tiene aproximadamente 10 veces el poder oxidante del hipoclorito. Estos dos tipos de cloro se conocen como cloro libre.
Otros compuestos de cloro también pueden estar presentes en el agua tratada, siendo el cloro y la cloramina unidos orgánicamente los más comunes. Estos compuestos se conocen como cloro combinado.
¿por Qué se mide?
El cloro se utiliza principalmente como desinfectante o desinfectante; y, para obtener mejores resultados, los niveles deben monitorizarse en línea, generalmente con un sensor de cloro. El cloro se consume a medida que desinfecta, lo que se conoce como demanda de cloro. Para mantener la desinfección se necesita un residuo. Como tal, la dosis menos la demanda es igual a residual.
Las fábricas de papel utilizan cloro para blanquear y desinfectar tanto en el procesamiento de pulpa como en el tratamiento de aguas residuales
El cloro residual libre debe medirse y controlarse porque es un aspecto importante para mantener los costos de mantenimiento en línea. La clave para el uso exitoso del cloro está en mantener la concentración correcta. Una concentración de cloro demasiado alta inyecta costos innecesarios en un proceso. Los niveles demasiado bajos de cloro significan que no está logrando la desinfección u otro objetivo del proceso y que su proceso es ineficaz.
La retroalimentación en tiempo real es fundamental con respecto a cuán cerca está su proceso de mantener los niveles óptimos de cloración que ha establecido. El control de la concentración de cloro libre en niveles óptimos significa que la dosificación efectiva se produce sin picos ni valles que se producen cuando se realizan pruebas manuales. Los beneficios adicionales del monitoreo de cloro en línea incluyen:
- Menor uso de cloro; es un producto químico costoso de obtener, dada la gran cantidad de energía requerida para producir cloro
- Reduce las necesidades de mantenimiento al garantizar que su proceso cumpla con las mejores prácticas
- Buena administración ambiental
¿Cómo se mide?
Los ingenieros de procesos industriales necesitan sistemas de analizadores de cloro libre que midan con precisión y sean rentables para instalar y mantener. Los dos tipos principales de instrumentos para la medición de cloro libre son las pruebas colorimétricas y los analizadores amperométricos.
Hay dos tipos de pruebas colorimétricas. El método de prueba manual es similar a una prueba de piscina. La prueba colorimétrica automatizada requiere un sistema de muestras y reactivos. Las pruebas colorimétricas están aprobadas por la EPA para fines de informes, pero no son mediciones en tiempo real que sean las más adecuadas para un control preciso del proceso.
Los analizadores amperométricos, como los fabricados por ECD y otros, cuentan con un sensor de cloro resistente que se compensa automáticamente con el pH. Hay varios fabricantes de analizadores amperométricos con muchos otros modelos diferentes también.
Por ejemplo, el analizador ECD Modelo FCA-22 proporciona medición continua de cloro libre en línea en un paquete de sistemas. Controla el cloro libre de 0,05 a 20,0 ppm Cl2, a 5-9 pH y a temperaturas de 0-50°C (32-122°F). La construcción polarográfica de membrana PFTE oro/plata del sensor prolonga la vida útil para reducir los costos de mantenimiento. Un diseño de controlador multi-bus permite una fácil personalización de salidas y funciones de control. Tiene dos relés SPDT y una salida de 4 a 20 mA para la señal de cloro libre.
¿Qué son los desafíos de medición?
Líneas de procesamiento/pasteurización de alimentos: El cloro se usa comúnmente como agente desinfectante para enjuagar frutas y verduras antes del procesamiento. También se utiliza en el agua de enjuague en plantas de procesamiento de aves de corral y carne. Mantener el residuo de cloro adecuado en los tanques de recirculación optimiza el poder desinfectante del agua de enjuague y minimiza la posibilidad de contaminación, conservando así el agua.
Los alimentos enlatados y embotellados suelen pasteurizarse pasando por un enjuague con agua caliente o un baño al final del proceso de envasado. El agua recirculada acumula rápidamente los productos del proceso de enlatado o embotellado, por lo que se mantiene un residuo de cloro para desinfectar este caldo rico en nutrientes.
Sistema Analizador de cloro Libre Modelo FCA-22
Agua potable municipal: El agua potable proviene de muchas fuentes, lagos, ríos y pozos de agua subterránea. Esta agua se dosifica con cloro en una desinfección primaria; luego se filtra para mejorar la claridad y luego se clora de nuevo en la etapa de desinfección secundaria. En cada una de estas etapas de cloración se mantiene un residuo de cloro. La desinfección secundaria asegura la desinfección del agua y proporciona un residuo de cloro destinado a mantener el agua desinfectada en todo el sistema de distribución.
Torres de enfriamiento: En la refinación de productos de petróleo/gas y productos químicos especiales, el crudo crudo generalmente se calienta a altas temperaturas en el proceso de separación. En las centrales eléctricas, se genera vapor para impulsar los generadores y, en ambos casos, los intercambiadores de calor grandes se enfrían con agua a través de torres de enfriamiento. Varios productos químicos, incluido el cloro libre, se introducen en el agua para evitar el crecimiento de algas y biopelículas que son un problema de mantenimiento continuo.
Conclusión
La medición precisa del cloro libre es esencial para mantener nuestro alto nivel de vida. Contribuye al saneamiento de alimentos y agua potable y a la desinfección de aguas residuales, junto con muchos otros procesos industriales. Al seleccionar un método de medición y un instrumento, es importante tener en cuenta no solo la precisión de medición del instrumento, sino también la facilidad de instalación y uso, el mantenimiento requerido, la vida útil del instrumento y el costo total de propiedad.
Sobre el autor: Steve Rupert es gerente de productos senior en Electro-Chemical Devices (ECD) Inc., especialista en instrumentación de procesos industriales – sensores, controladores, transmisores, analizadores y electrodos – con sede en Yorba Linda, CA. Contacto: 800-729-1333 o www.ecdi.com