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A2C - Consulenza tecnica specialistica News Ambientali Panoramica sulle tecnologie di generazione dell'Ozono
Panoramica sulle tecnologie di generazione dell'Ozono Stampa E-mail
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News Ambientali

SiemensData la sua elevata potenza di impiego nella disinfezione, fin dalla sua scoperta nel 1840 si sono succeduti nel tempo numerosi brevetti per realizzare generatori di Ozono. Uno dei più importanti risale al 1857 da parte di Werner Von Siemens, ingegnere tedesco fondatore della casa elettrotecnica Siemens. Allo stato attuale esistono 5 tecnologie di generazione: effetto corona, effetto corona con celle Siemens, lampade a raggi UV, elettrolisi e plasma freddo.

 

L'Ozono (03) si forma da molecole di ossigeno (O2) in prossimità di scariche elettriche, scintille, fulmini, secondo la reazione:

reazione

dove Delta H indica l'entalpia molare della reazione. La reazione è quindi endotermica, ovvero una reazione che sottrae energia all’ambiente.

In particolare queste 5 tecnologie hanno le seguenti caratterische:

  • generatore di ozonoGeneratori a effetto corona con celle Siemens- E' il tipo di processo più diffuso e permette di poter produrre ozono riducendo al minimo la produzione di altri gas; le dimensioni degli apparecchi possono essere anche contenute. La longevità delle celle può superare i dieci anni, mantentendo una elevata produttività. Utilizzano celle che ricalcano il brevetto di Werner von Siemens del 1857 e del generatori d'ozono progettati da Welsbach nel 1950. Tali celle sono costituite da due elettrodi concentrici separati da un'intercapedine di pochi decimi di millimetro (0,8–1,5 mm), nella quale fluisce l'aria o l'ossigeno. Tra gli elettrodi c'è una differenza di potenziale di 7±30 kV, con una frequenza dai 50 Hz a oltre 1 kHz. L'elettrodo più interno è di metallo, mentre l'elettrodo esterno è costituito da un film conduttivo metallico che avvolge esternamente un tubo materiale dielettrico, ordinariamente vetro borosilicato oppure ceramica. L'elettrodo interno è collegato al generatore di media tensione, mentre l'elettrodo esterno è collegato a terra (in certi casi tali collegamenti possono essere invertiti). La pressione di esercizio può variare tra una e tre volte quella atmosferica 0,1–0,3 MPa. Dato che la formazione di ozono dall'ossigeno avviene con diminuzione del numero di moli, è dunque favorita dalla pressione. Giacché una quota variabile tra l'85% e il 95% dell'energia che alimenta le celle viene trasformato in calore, esso deve essere rimosso tramite un opportuno sistema di raffreddamento, ad aria o a acqua. Per la produzione di una portata massica di 0,27 mg/s di ozono sono necessari circa 0,70 cm³/s d'acqua di raffreddamento a 15 °C. Generatori d'ozono sino a 1,4–2,7 mg/s possono anche essere raffreddati ad aria, ma sopra tali potenze il raffreddamento ad acqua è indispensabile. I generatori di ozono di grandi dimensioni sono più efficienti di quelli di taglia più modesta, necessitano di una potenza elettrica unitaria minore e – conseguentemente – anche meno acqua di raffreddamento. L'ozono può essere prodotto a partire da ossigeno oppure da aria: in ossigeno la concentrazione di ozono raggiungibile è circa doppia di quella che si ha partendo da aria, ma il processo ha rese più elevate per l'aria, in quanto la presenza di un gas inerte favorisce la cinetica di formazione dell'ozono. Utilizzando aria si arriva a concentrazioni di ozono del 6% (p/p), 76,8 g/Nm3 (la maggior parte dei generatori industriali dà una concentrazione di ozono di 25 g/Nm3), con rese di 0,028 g/kJ. Si ha una minore produzione di calore, con meno necessità di raffreddamento forzato della cella e un certo risparmio sui costi di esercizio, dato che si lavora con aria atmosferica. Utilizzando ossigeno, esso può essere avviato direttamente alle celle ozonogene, in quanto esso è fornito già secco e molto puro. Le concentrazioni di ozono raggiungibili possono superare il 20% (p/p), 286 g/Nm3, con rese di 0,069 kg/MJ. La produzione di calore, essendo collegata alla quantità di ozono formata, è più intensa. È assai importante che l'aria impiegata nel processo di produzione dell'ozono sia assolutamente secca: il punto di rugiada non deve essere superiore a −50 °C. Oggi tale grado di essiccazione può essere ottenuto abbastanza facilmente tramite membrane oppure con essiccatori ad adsorbimento. Quando l'aria è perfettamente secca (punto di rugiada di -55 °C o meno), non si ha nemmeno la formazione di NOx. Essa deve essere anche completamente priva di nebbie d'olio dai compressori, per cui è opportuno impiegare compressori non-lubrificati. Depositi di olio nella cella favoriscono il generarsi di archi che la danneggiano gravemente, sino a perforarla. Altro punto essenziale è la perfetta stabilità e "pulizia" dell'alimentazione elettrica; i circuiti del generatore d'ozono devono essere in grado di sopprimere gli eventuali archi che si producano nelle celle che, date le differenze di potenziale in gioco, porterebbero all'immediata perforazione dell'elettrodo. Tutto ciò implica una sofisticata tecnologia per la realizzazione dei generatori d'ozono, sia per ciò che riguarda la preparazione dell'aria, tanto per la parte elettrica e dell'elettronica di potenza. Nonostante tutto questo, un impianto di generazione di ozono ha una vita operativa piuttosto lunga e richiede una manutenzione abbastanza ridotta.

 

 

  • Generatori a effetto corona non Siemens - Negli ultimi vent'anni sono state provate una serie di celle, sempre basate sull'effetto corona, a geometria innovativa: a intercapedine ampia, a scarica fredda, tipo Siemens a piccolissima intercapedine, a elettrodo in rete metallica, a elettrodo in filo metallico fine, oltre a innumerevoli altri esperimenti basati su tecnologie o materiali speciali. Tali tecnologie però al momento trovano modesto impiego.

 

 

  • UVLampada a raggi ultravioletti - Un sistema di produzione più semplice, ma efficiente, è quello che impiega lampade a raggi ultravioletti con banda di emissione concentrata a 185 nm. Questo approccio si basa sui processi nella stratosfera che assicurano lo strato di ozono terrestre. Un tale generatore di ozono con luce UV utilizza l'aria ambiente per generare ozono senza ossido di azoto come sottoprodotto. Ciò rende fondamentalmente più economico il generatore di ozono, poiché è possibile eliminare l'essiccazione dell'aria e la concentrazione di ossigeno. Inoltre, l'uso in aria ambiente umida è possibile senza problemi. Tuttavia, lo svantaggio è che questo generatore di ozono produce rendimenti di ozono più bassi. Inoltre, è necessario garantire che il flusso d'aria che attraversa sia permanentemente esposto alla luce UV per formare l'ozono. Queste hanno quindi una produttività di ozono più bassa e concentrazioni di 1/10 rispetto a quello che produrrebbero i generatori a effetto corona, a parità di consumo elettrico. Inoltre la logevità del generatore è legato alla vita operativa delle lampade, che non risulta elevata.

 

 

  • ElettrolisiGeneratori ad Elettrolisi - La produzione per via elettrolitica, è stata inizialmente sperimentata alcuni anni fa nella depurazione di acque reflue dall'industria farmaceutica. Recentemente sono stati depositati numerosi brevetti al riguardo. Tra questi, con un brevetto canadese del 2011, sono entrate in produzione delle celle elettrolitiche dell'ozono direttamente nell'acqua, impiegabili per la sterilizzazione dell'acqua di piscine e di acque reflue che semplificano molto gli impianti necessari all'ozonizzazione delle acque; però per funzionare necessitano di una conducibilità dell'acqua di almeno 1000 microSiemens/cm. Altri sistemi ad elettrolisi utilizzano l'acido solforico diluito al 20% ed un anodo in oro o platino con alta densità di corrente. Con tale apparecchio e con un buon raffreddamento, è possibile ottenere un contenuto di ozono fino al 5% nell'ossigeno risultante, che risulta una elevatissima concentrazione. Altri generatori ad elettrolisi utilizzano l'acqua e scompongono le molecole di H2O in H2, O2 e O3 usando una tensione applicata. L'idrogeno generato viene rimosso, lasciando solo ossigeno e ozono. Contrariamente alla scarica corona, nel generatore di ozono non vengono generati ossidi di azoto come sottoprodotto e la resa dell'ozono è significativamente più elevata in base alla quantità di elettricità utilizzata. Un'alta sovratensione è normalmente necessaria per l'elettrolisi dell'ozono dall'acqua. Ciò può essere evitato se si seleziona un catalizzatore adatto per il generatore di ozono, ad esempio biossido di piombo o diamante drogato con boro. Attualmente i processi elettrochimici sono generalmente utilizzati esclusivamente nel settore farmaceutico per prevenire la ricontaminazione dell'acqua ultrapura.

 

 

  • plasmaPlasma freddo - Un plasma non termico (chiamato anche plasma freddo o plasma di non-equilibrio) è una tipologia di plasma in cui gli elettroni non sono in equilibrio termodinamico con le altre specie, in quanto sono caratterizzati da una temperatura molto più alta rispetto a quella delle specie più pesanti (ioni e specie neutre). La lampada a fluorescenza a vapore di mercurio è un esempio di applicazione di plasma non termico. In essa gli elettroni raggiungono una temperatura media di 20'000 K, mentre il resto del gas rimane a temperature prossime a quella dell'ambiente circostante. Il plasma non-termico a pressione atmosferica può essere utilizzato per promuovere reazioni chimiche. I processi collisionali che coinvolgono gli elettroni "caldi" e le molecole del gas "fredde" possono dare luogo a reazioni di dissociazione e alla formazione di specie radicaliche. Questa tipologia di scariche elettriche presenta delle proprietà che solitamente sono osservabili in sistemi caratterizzati da temperature più elevate.
    Il plasma freddo viene generato in un generatore di ozono da una scarica di barriera dielettrica. Se l'ossigeno puro viene fatto passare attraverso questo generatore, le molecole di ossigeno (O2) vengono suddivise in ossigeno atomico (O), che può quindi ricombinarsi per formare ozono (O3). Le quantità di ozono prodotte in questo modo sono paragonabili a quelli dei generatori ad effetto corona, ma sono significativamente maggiori rispetto a quando si produce ozono in un generatore con luce UV. Tuttavia, un generatore di ozono di questo tipo è molto costoso.

 

 

 


I materiali costruttivi dei generatori di ozono devono resistere per anni ad uno degli agenti ossidanti più potenti in natura per cui pochissimi materiali risultano idonei. I più indicati sono:

  • acciaio inossidabile (ad es. 316L)
  • vetro
  • politetrafluoroetilene (PTFE)
  • polimeri perfluoroalcossi (PFA)
  • polivinilidene fluoruro (PVDF)
  • gomma perfluorurata
  • Fluoropolimeri (Viton).

 

 

 

 Per approfondimento:

miniatura-ozono-5

 

 

 

Per chi vuole ascoltare l'articolo sotto forma di podcast:

 

PlayerAudio

  

 

Cosa offrono i tecnici dell’A2C

A2C

I professionisti del gruppo A2C con esperienza sia impiantistica e sia chimico/microbiologica propongono due servizi di ausilio alla sanitizzazione con Ozono in proprio:

  • Formazione all'utilizzo dell'Ozono con sanitizzazione dimostrativa.
  • Verifica funzionalità ozonizzatore e redazione di Linee Guida personalizzate.

L'intervento di formazione si componedi 3 fasi:

  1. Sopralluogo e indagine preliminare della qualità dell'aria e delle caratteristiche dei locali.
  2. Messa a disposizione di un ozonizzatore, in caso il committente non lo abbia disponibile.
  3. Emissione di un certificato di efficacia della sanitizzazione effettuata, in rapporto alle indicazioni del Ministero della Salute.

ozonizzatoreA2C-150x212L'intervento di verifica e redazione Linee Guida si componedi 4 fasi:

  1. Sopralluogo e indagine preliminare della qualità dell'aria e delle caratteristiche dei locali.
  2. Verifica della funzionalità ed efficacia dell'ozonizzatore in possesso del committente.
  3. Eventuali sperimentazioni di accorgimenti per migliorare la distribuzione dell'Ozono e garantire il rispetto dei livelli minimi di garanzia di abbattimento dei patogeni.
  4. Redazione di una Linea Guida personalizzata per il corretto ed efficace utilizzo, anche in relazione alla salute dell'esecutore, dei lavoratori e del pubblico.

Il prezzo dell'intervento è legato:

  • alla dimensione dei locali
  • alla distanza dalla sede A2C di Salerno.

Il presente servizio è attivo nella Provincia di Salerno.

 ozono

Contattaci per avere ulteriori informazioni:   Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo.

 

 

 

Il presente servizio è riferito ad impianti situati nei seguenti comuni: Salerno, Cava de' Tirreni, Battipaglia, Scafati, Nocera Inferiore, Eboli, Pagani, Angri, Sarno, Pontecagnano Faiano, Nocera Superiore, Capaccio, Mercato San Severino, Agropoli, Baronissi, Campagna, Castel San Giorgio, Fisciano, Bellizzi, Sala Consilina, Montecorvino Rovella, Giffoni Valle Piana, Pellezzano, Siano, San Valentino Torio, San Marzano sul Sarno, Montecorvino Pugliano, Roccapiemonte, Sant'Egidio del Monte Albino, Vallo della Lucania, Vietri sul Mare, Teggiano, Castellabate, Roccadaspide, Camerota, Sapri, Altavilla Silentina, Olevano sul Tusciano, San Cipriano Picentino, Montesano sulla Marcellana, Albanella, Ascea, Maiori, Bracigliano, Padula, Buccino, Giffoni Sei Casali, Amalfi, Polla, Sassano, Centola, Casal Velino, San Gregorio Magno, Palomonte, Tramonti, Serre, Positano, Oliveto Citra, San Giovanni a Piro, Colliano, Contursi Terme, Sicignano degli Alburni, Vibonati, Santa Marina, Pisciotta, Acerno, Caggiano, Minori, Sant'Arsenio, Sanza, Castel San Lorenzo, San Mango Piemonte, Buonabitacolo, Castelnuovo Cilento, Corbara, Montecorice, Ceraso, Ravello, Pollica, Auletta, Atena Lucana, Cetara, Postiglione, Ogliastro Cilento, Novi Velia, Torre Orsaia, Praiano, Salento, Montano Antilia, Caselle in Pittari, Celle di Bulgheria, Moio della Civitella, Castelcivita, Torchiara, Perdifumo, Valva, San Rufo, Laurino, San Pietro al Tanagro, Trentinara, Rofrano, Monte San Giacomo, Roccagloriosa, Aquara, Calvanico, Omignano, Scala, Laviano, Piaggine, Casaletto Spartano, Sessa Cilento, Gioi, Castiglione del Genovesi, Felitto, Torraca, Futani, Cicerale, Giungano, Ricigliano, Casalbuono, Petina, Orria, Laureana Cilento, Lustra, Alfano, Cannalonga, Perito, Ispani, San Mauro Cilento, Prignano Cilento, Stio, Atrani, Controne, Rutino, Laurito, Bellosguardo, Roscigno, Furore, Stella Cilento, Magliano Vetere, Ottati, Conca dei Marini, Morigerati, Sant'Angelo a Fasanella, Pertosa, San Mauro La Bruca, Corleto Monforte, Castelnuovo di Conza, Salvitelle, Cuccaro Vetere, Sacco, Monteforte Cilento, Tortorella, Santomenna, Campora, Romagnano al Monte, Serramezzana, Valle dell'Angelo, Avellino, Ariano Irpino, Monteforte Irpino, Mercogliano, Solofra, Atripalda, Montoro Inferiore, Cervinara, Montoro Superiore, Grottaminarda, Mirabella Eclano, Montella, Avella, Serino, Lioni, Montemiletto, Forino, Mugnano del Cardinale, Calitri, Baiano, San Martino Valle Caudina, Sant'Angelo dei Lombardi, Nusco, Altavilla Irpina, Volturara Irpina, Bisaccia, Frigento, Aiello del Sabato, Montecalvo Irpino, Sperone, Pratola Serra, Gesualdo, Rotondi, Lauro, Caposele, Montefalcione, Fontanarosa, Bagnoli Irpino, Manocalzati, Sturno, Flumeri, Montemarano, Sirignano, Contrada, Prata di Principato Ultra, Vallata, Lacedonia, Paternopoli, San Michele di Serino, Venticano, Cesinali, Calabritto, Bonito, Taurasi, Pietradefusi, Quindici, Capriglia Irpina, Chiusano di San Domenico, Roccabascerana, Montefredane, Torella dei Lombardi, Santo Stefano del Sole, Castelfranci, Andretta, Grottolella, Melito Irpino, Quadrelle, Ospedaletto d'Alpinolo, Casalbore, Domicella, Pago del Vallo di Lauro, Aquilonia, Guardia Lombardi, Villanova del Battista, San Sossio Baronia, Marzano di Nola, Castelvetere sul Calore, Moschiano, Sant'Andrea di Conza, Summonte, Lapio, Taurano, San Potito Ultra, Teora, Pietrastornina, Carife, Santa Lucia di Serino, Conza della Campania, Santa Paolina, Montefusco, Torre Le Nocelle, Vallesaccarda, Morra De Sanctis, Scampitella, Luogosano, Zungoli, San Mango sul Calore, Savignano Irpino, Castel Baronia, Candida, Trevico, Cassano Irpino, Villamaina, Tufo, Rocca San Felice, Sant'Angelo all'Esca, Senerchia, Monteverde, San Nicola Baronia, Salza Irpina, Greci, Sant'Angelo a Scala, Parolise, Sorbo Serpico, Torrioni, Chianche, Montaguto, Cairano, Petruro Irpino.

 

 

 

Ultimo aggiornamento Lunedì 19 Ottobre 2020 15:02
 

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