Medição e uso de ozônio dissolvido na indústria

O ozônio como um desinfetante

A adição de ozônio à água serve como desinfetante microbiano e, quando dissolvido na água, o ozônio reage com bactérias, vírus e outros micro-organismos para criar sólidos removíveis de minerais dissolvidos e neutralizar certos produtos químicos. O ozônio não atua como veneno para os micro-organismos, mas os destrói por oxidação. Consequentemente, é impossível para um microrganismo acumular resistência à oxidação. O ozônio também pode quebrar pesticidas e remover cores indesejadas. Não deixa sabor, odor e – o mais importante para muitas indústrias – nenhum resíduo químico perigoso. O ozônio também tem um potencial de oxidação muito alto e funciona rapidamente, permitindo a redução do tempo de inatividade e aumento de produtividade em processos de desinfecção e sanitização.

O ozônio é o oxidante isolado mais forte disponível atualmente para o tratamento de água. Ao usar o ozônio como desinfetante, evitam-se as desvantagens do método tradicional de cloração para purificar a água; o que inclui compostos residuais de cloro, processos mais lentos e a incapacidade de destruir o Cryptosporidium, um parasita unicelular que pode causar a doença gastrointestinal da criptosporidiose. As vantagens do ozônio sobre o cloro como desinfetante também incluem: fácil remoção; capacidade de reduzir os níveis de carbono orgânico total (TOC); capacidade de oxidar materiais inorgânicos como nitratos e sulfuretos; e capacidade como clarificador.

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Uso do ozônio na indústria farmacêutica

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A indústria farmacêutica usa o ozônio (O3) como um meio para criar água de grau farmacêutico, usada tanto para equipamentos de limpeza quanto para fabricação de produtos.

O monitoramento dos níveis de ozônio dissolvido na água de grau farmacêutico é uma alta prioridade, pois a medição do ozônio é usada como um indicador de que a sanitização ocorreu e não há ozônio dissolvido residual na água. Assim, os fabricantes de produtos farmacêuticos devem medir os níveis de ozônio dissolvido em vários pontos do processo para garantir que concentrações adequadas de ozônio estejam presentes durante a sanitização e que não haja ozônio residual no ponto de uso.

Como o uso de água de alta qualidade é essencial para quase todos os aspectos do processo de fabricação farmacêutica, a indústria precisa de técnicas confiáveis de monitoramento da qualidade da água.

Durante o processo de fabricação de fármacos, o ozônio é usado para tratar a água de grau farmacêutico e a água para injetáveis (WFI), garantindo que a rede de distribuição de água seja sanitária. Como a água injetada com ozônio é liberada pelo sistema de distribuição, a sanitização é extremamente eficaz em comparação com as soluções convencionais de limpeza a vapor.

Uso do ozônio na indústria de alimentos e bebidas

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Por ser um desinfetante seguro e poderoso, o ozônio pode ser usado para controlar o crescimento biológico de organismos indesejados em produtos e equipamentos utilizados nas indústrias de processamento de alimentos. O ozônio é particularmente adequado para a indústria alimentícia, devido à sua capacidade de desinfetar microorganismos sem adicionar subprodutos químicos aos alimentos que estão sendo tratados, à água ou à atmosfera em que os alimentos são armazenados.

Em soluções aquosas, o ozônio pode ser usado para desinfetar equipamentos, água de processo e alguns alimentos. Na forma gasosa, o ozônio pode atuar como conservante de certos produtos alimentares e também pode higienizar os materiais de embalagem dos alimentos. Alguns produtos atualmente preservados com ozônio incluem ovos durante o armazenamento refrigerado, frutas e legumes frescos e peixe fresco.

Os fabricantes de alimentos e bebidas consomem bilhões de litros de água diariamente para manipulação, lavagem, processamento, cozimento e limpeza de equipamentos. Toda essa água deve estar livre de contaminantes. Este é um dos fatores que fez com a indústria reconhecesse seu potencial como alternativa ao cloro como desinfetante, que tradicionalmente tem sido usado para tratar a água de processamento de alimentos. Isso ocorre porque o ozônio elimina um problema associado à desinfecção com cloro: o potencial para o acúmulo de resíduos tóxicos de cloro e subprodutos clorados na água que foi tratada mais de uma vez.

Métodos tradicionais de monitoramento de ozônio dissolvido

Ao medir os níveis de ozônio dissolvido, os fabricantes podem validar seu processo de desinfecção da água e garantir que nenhum ozônio residual esteja presente após a desinfecção. Tradicionalmente, o ozônio dissolvido é monitorado e controlado usando analisadores redox, espectrofotômetros ultravioleta (UV), monitores eletroquímicos amperométricos ou potenciométricos, colorímetros e sensores que medem a reação fotoquímica do ozônio com etileno. No entanto, esses instrumentos podem demonstrar deficiências significativas, o que tem dificultado a validação desses métodos.

Os analisadores de redox não são lineares e não são sensíveis o suficiente para serem utilizados em determinadas aplicações. Os espectrofotômetros UV são caros e complicados de usar, exigindo um gás de referência e partes móveis na forma de válvulas solenóides, além de incorporar elementos ópticos que podem facilmente ficar desalinhados. Além disso, o espectro de UV do ozônio pode ser confundido com o de outros compostos presentes na amostra de água que está sendo monitorada. O uso de monitores eletroquímicos amperométricos ou potenciométricos também pode ser problemático ao monitorar o ozônio, pois esses instrumentos não são específicos para o ozônio; eles também produzem um sinal muito pequeno em água de baixa condutividade e não são eficientes em água ultrapura. Esses sensores se mostraram não confiáveis ​​e imprecisos, pois os eletrodos e as membranas são facilmente incrustados, as soluções internas podem ficar contaminadas e a manutenção requer uma desmontagem complexa. O uso de colorímetros não oferece análise contínua da amostra e requer o descarte de amostras contaminadas. A abordagem fotoquímica também está se tornando menos comum devido à necessidade de fornecimento contínuo de reagentes e à necessidade de lidar com produtos químicos.

Os métodos tradicionais de monitoramento de ozônio dissolvido carecem de sensibilidade e podem ser caros, complicados de usar e ineficientes.

Os monitores de ozônio dissolvido são uma tecnologia emergente que oferece os benefícios de um método rápido, relativamente barato e on-line de monitorar o ozônio em sistemas de água com resultados confiáveis. A instrumentação não requer a adição de reagentes químicos e pode facilmente obter leituras sem interferência na medição de outros componentes da amostra, como cloro residual. Os usuários também se beneficiam dos custos reduzidos de manutenção, maior flexibilidade e garantia de resultados confiáveis e precisos.

Medição e controle on-line de ozônio dissolvido para sistemas de ozonização

Os monitores de ozônio dissolvido da ATI fornecem um sistema de medição econômico e confiável para monitoramento da qualidade da água e controle de sistemas de tratamento de ozônio.

Com uma variedade de saídas, incluindo saída analógica 4-20 mA, controle PID, três relés configuráveis e comunicações digitais, o Q46H/64 é adaptável a qualquer aplicação de ozônio.

Medição de ozônio dissolvido livre de interferências

Os monitores Q46H/64 e Q45H/64 utilizam um sensor polarográfico de membrana para medir com precisão o ozônio na água. O sensor opera como uma bateria, gerando uma corrente linearmente proporcional à concentração de ozônio na solução. Uma membrana permeável ao ozônio isola o sensor da amostra medida e garante que a medição seja livre de interferências. Estão disponíveis duas versões de sensor: um destinado à instalação em uma célula de fluxo e outro destinado às aplicações com submersão. Exigindo manutenção mínima, os sensores são fáceis de usar e de manter. Um RTD interno fornece compensação de temperatura e permite que a temperatura seja exibida e transmitida pelo monitor.

Aplicações

  • Alimentos e Bebidas
  • Tratamento de água potável
  • Produção de medicamentos
  • Aquários e aquicultura
  • Tratamento de água para semicondutores

  • Envase de água potável
  • Sistemas de refrigeração
  • Lavagem de frutas e vegetais
  • Desinfecção / Sanitização de ovos
  • Processamento de grãos

Opções de sensor e montagem

Os sensores de ozônio dissolvido requerem um fluxo constante de amostra através da membrana na ponta do conjunto sensor. A ATI oferece várias opções para células de fluxo, incluindo o sistema de vazão de coluna constante, mais comum, uma célula de fluxo selada para pressões de até 50 PSI e uma célula de fluxo de baixo volume para os casos onde é importante uma baixíssima vazão de amostragem. Um tê de 1-½” também está disponível para instalações em linha com condições confiáveis de fluxo e pressão constantes. Para simplificar a instalação, também estão disponíveis conjuntos completos de controle de fluxo.

 

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Outras soluções em medição analítica

Medidores e transmissores de qualidade da água

  • Medição contínua e em tempo real
  • Sem uso de reagentes químicos
  • Fácil manutenção e calibração
  • Variáveis medidas: pH/ORP, turbidez, condutividade, oxigênio dissolvido, ozônio dissolvido, cloro residual, dióxido de cloro, amônia, flúor, sulfeto, sulfito, nitrato, ácido perácetico, entre outras.

Detecção de vazamento de gases tóxicos e inflamáveis

  • Instrumentos de detecção fixos ou portáteis
  • Indicados para qualquer tipo de processo, tanto para detecções pontuais quanto para grandes sistemas multiponto
  • Sensores para mais de 30 gases tóxicos e/ou inflamáveis, como: ozônio, cloro, flúor, iodo, amônia, acetileno, metano, álcool, sulfeto de hidrogênio, entre outros