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I principi fondamentali della misura della pressione in applicazioni con necessità di igiene - Switzerland (IT)
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Nell’industria alimentare e farmaceutica, nonché nelle biotecnologie e nelle industrie ad essa collegate (ad es. l’industria di confezionamento e di imbottigliamento) i requisiti richiesti ai trasmettitori di pressione sono particolarmente alti. Nel seguente articolo descriviamo di cosa devono tener conto gli utenti di questi settori industriali nella scelta del trasmettitore di pressione adatto alla loro applicazione.

Durante la misura della pressione nelle industrie sopra indicate, particolare attenzione è posta, naturalmente all’igiene : bisogna evitare la contaminazione dei prodotti e la proliferazione dei germi per proteggere l’uomo e l’ambiente. I sensori di pressione utilizzati in ambienti sensibili devono quindi essere conformi alle regolamentazioni delle autorità competenti (Europa: EHEDG; Stati Uniti: FDA). Oltre ai materiali utilizzati bisogna tener conto anche della costruzione del trasmettitore di pressione. 

Struttura del trasmettitore di pressione 

I trasmettitori di pressione per applicazioni igieniche devono poter essere puliti facilmente e offrire ai germi poca superficie d’attacco. Tutto questo parte dalla costruzione dello strumento di misura. Spazi morti, fessure e spigoli sono, pertanto, da evitare, poiché rendono più difficile la pulizia e permettono ai germi di accumularsi in questi punti. 

Un aspetto altrettanto importante è il collegamento. I trasmettitori di pressione devono poter essere smontati velocemente, dal momento che nelle applicazioni sensibili viene effettuata spesso la pulizia e vengono sostituite regolarmente le guarnizioni. Queste condizioni di norma escludono le filettature a vite. C’è, poi, un altro motivo che non dipende dallo smontaggio: le filettature offrono alle impurità più superficie di attacco. Per questi motivi, i trasmettitori di pressione per applicazioni igieniche dispongono solitamente di flange latte, flange a morsetto e flange DIN. 

È dunque necessario che tutti i componenti siano ben collegati tra loro e che sia garantito un montaggio/smontaggio efficiente. 

Materiali del trasmettitore di pressione 

Anche per quanto riguarda i materiali l’aspetto della pulizia è in primo piano, a cominciare dalle superfici dei materiali scelti. Sia la membrana che gli altri elementi del trasmettitore di pressione in contatto con la sostanza devono disporre di una ruvidezza minima possibile. Più un materiale è ruvido, infatti, più i germi possono attaccarsi e, di conseguenza, più è difficile la pulizia. Nelle applicazioni igieniche lo standard è una ruvidezza di 0,8 μm, sebbene non sia ideale per ogni processo. Per rispondere ad esigenze più elevate, bisognerebbe considerare una ruvidezza di ≤ 0.4 μm. 

Naturalmente, la ruvidezza si forma anche per via della corrosione. A tal proposito, il materiale esterno dei trasmettitori di pressione per applicazioni igieniche svolge un ruolo importante. Per evitare il più possibile la corrosione, bisognerebbe utilizzare soltanto acciaio inossidabile di alta qualità con un basso contenuto di ferrite. Un esempio è il materiale 1.4404, noto anche come acciaio V42, che, grazie al suo 2% di contenuto di molibdeno soddisfa i requisiti più elevati in termini di resistenza alla corrosione. L’EHEDG fornisce le linee guida sull’idoneità dei materiali di costruzione per ogni singolo processo. 

Il requisito di avere una superficie liscia si applica, ovviamente, anche ai materiali di tenuta, che devono essere chimicamente e termicamente resistenti. Se non lo fossero, con il tempo diventerebbero porosi e offrirebbero quindi ai germi una superficie ideale d’attacco. Per i propri trasmettitori di pressione per applicazioni igieniche la STS utilizza il Viton, un fluoroelastomero ad alta resistenza termica e chimica, in grado di resistere agli idrocarburi persino a temperature più elevate senza gonfiarsi o diventare poroso. 

I requisiti dei materiali utilizzati derivano dai processi di pulizia nell’industria alimentare e farmaceutica e nelle biotecnologie: i trasmettitori di pressione utilizzati negli impianti chiusi devono resistere ai processi di pulizia Cleaning in Place (CIP) e Sterilisation in Place (SIP). Durante questi processi gli impianti vengono puliti senza effettuare ulteriori smontaggi. Per rendere chiaro a cosa sono sottoposti i materiali, descriviamo brevemente il processo CIP: 

  1. Come primo passo vengono rimosse le impurità grossolane con un prelavaggio con acqua.
  2. Successivamente viene utilizzato un agente alcalino.
  3. Il detergente alcalino viene poi risciacquato via con l’acqua.
  4. Per rimuovere il calcare e altri depositi simili gli impianti vengono puliti con un acido.
  5. L’acido viene poi risciacquato via con l’acqua.
  6. Per uccidere i microrganismi viene utilizzato un disinfettante.
  7. Infine si procede a un risciacquo con acqua ultrapura.

Durante il processo SIP l’impianto viene inondato di vapore acqueo ad una temperatura media di 140 gradi Celsius. Pertanto, i trasmettitori di pressione devono resistere alle temperature corrispondenti senza subire danni. 

Un ultimo aspetto per quanto riguarda la scelta dei materiali è il fluido di trasferimento di pressione. Con i trasmettitori di pressione “normali” si utilizzano spesso gli oli di silicone. Questi oli, però, in caso di danneggiamento del trasmettitore di pressione, potrebbero contaminare i mezzi di processo. Solo per citare un esempio relativamente innocuo dell’industria alimentare, la birra, ad esempio, non farebbe più la schiuma. Nelle applicazioni igieniche possono essere utilizzati solo i fluidi elencati dalle autorità.

ATM/F – Trasmettitore di pressione per applicazioni igieniche

Ulteriori aspetti / Casi particolari 

Mentre gli aspetti fin ora menzionati appartengono alla misura della pressione nelle applicazioni igieniche, ci sono ancora due punti che potrebbero essere importanti per alcuni utenti. Tra questi rientra sicuramente la sicurezza contro le esplosioni con certificazione ATEX. Inoltre, anche la possibilità di una nuova regolazione – cosa che la maggior parte dei trasmettitori di pressione non ha più – può essere un importante fattore di costi. Nei processi particolarmente critici delle biotecnologie o dell’industria farmaceutica gli strumenti di misura utilizzati devono essere convalidati ogni tre mesi. Se quindi possono essere nuovamente regolati in un laboratorio di calibrazione, si tratta di un vantaggio innegabile. 

Un altro caso particolare può essere la combinazione della misura della pressione con quella della temperatura. Un cliente della STS, ad esempio, oltre a misurare la pressione ha avuto bisogno di controllare la temperatura in un macchinario di imballaggio per aghi da siringa.  Se entrambe le applicazioni possono essere combinate in un unico strumento conforme alle applicazioni igieniche, non solo si riduce lo spazio necessario richiesto, ma si riducono anche le operazioni di pulizia.  

Questo caso particolare è, infine, esemplare anche per la misura della pressione in ambienti sensibili: gli utenti devono attenersi a rigidi regolamenti, che possono differire da processo a processo (ad esempio in termini di materiali ammessi). Grazie al principio di costruzione modulare della STS, i trasmettitori di pressione per applicazioni igieniche possono essere adattati alle esigenze individuali in poco tempo.

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