Alcolino: metodo e dispositivo per la determinazione del grado alcolico di soluzioni acquose mediante sensori per gas
IN SINTESI
IL PROBLEMA
Le aziende del settore beverage (vino, birra, distillati) e dei laboratori di analisi affrontano processi lenti, costosi e complessi per determinare il grado alcolico. I metodi tradizionali richiedono personale qualificato, tempi lunghi e strumentazione da laboratorio, rendendo difficile effettuare controlli rapidi del grado alcolico durante la produzione della bevanda alcolica.
LA SOLUZIONE
La soluzione proposta da EST consente la determinazione rapida del grado alcolico tramite l’analisi della fase vapore mediante sensori di gas. Si tratta di uno strumento compatto, automatizzato e facile da utilizzare, pensato per essere utilizzato anche durante la fase produttiva, riducendo così la necessità di analisi di laboratorio.
VANTAGGIO COMPETITIVO
La soluzione consente misure real-time e riduce i tempi di analisi, permetti di contenere i costi operativi unendo la semplicità d’uso rispetto ai metodi tradizionali, permettendo l’utilizzo anche da parte del produttore grazie ad una interfaccia user friendly, riducendo la dipendenza da laboratori esterni.
CORE TECHNOLOGY
La tecnologia si basa sull’analisi del vapore (senza dover trattare direttamente il liquido) utilizzando sensori di gas sensibili all’etanolo. Tramite un sistema elettronico proprietario, al controllo della temperatura e a modelli di calibrazione sviluppati sperimentalmente, il segnale dei sensori viene tradotto in una misura accurata del grado alcolico.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Allo scopo di superare le limitazioni della tecnica anteriore, secondo un primo aspetto dell’invenzione è stato messo a punto un metodo in grado di fornire una valutazione rapida e precisa del tenore di etanolo di soluzioni idroalcoliche, incluse le bevande commerciali, attraverso la misura della concentrazione di alcol in una fase vapore corrispondente.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il metodo proposto è stato riprodotto in pratica grazie ad un dispositivo appositamente progettato, atto ad essere utilizzato per la determinazione del grado alcolico di soluzioni e bevande di qualsivoglia gradazione.
Nel metodo dell’invenzione, la soluzione da analizzare è dapprima diluita con acqua in fase liquida, così da minimizzare la pressione parziale dei composti organici volatili nella corrispondente fase vapore. La fase vapore risultante può quindi essere aspirata per mezzo di un dispositivo, come ad esempio una pompa per vuoto, ed inviata ad un dispositivo in grado di miscelare tale corrente con aria, come ad esempio un iniettore venturi. La miscela di aria arricchita in alcol può essere così inviata a sensori per gas per l’analisi dell’etanolo, come sensori a semiconduttore, per poi essere scaricata in ambiente.
La diluizione della fase vapore con aria presenta i vantaggi di riportare il tenore di alcol nell’intervallo di misura dei sensori per gas commercialmente disponibili e di limitare l’influenza dell’umidità della corrente da analizzare sulla risposta sensoristica. Intervallando fasi di carico, in cui la corrente di aria viene miscelata a vapori di alcol, e fasi di pulizia, in cui la corrente di aria viene inviata pura, ed eventualmente riscaldata, ai sensori, è possibile alternare stadi di misura a stadi di rigenerazione dei sensori, qualora ve ne fosse il bisogno.
Attraverso l’utilizzo di un modulo preposto al calcolo munito di pin analogici e/o digitali per comunicazioni in uscita e in ingresso, come un single board microcontroller e opportuna circuiteria, è possibile modulare la portata di aria in ingresso e il rapporto di miscelazione, ed analizzare la risposta dei sensori così da poter quantificare la concentrazione di alcol presente nella fase gassosa. La risposta sensoristica può essere correlata alla concentrazione di alcol nella fase gassosa attraverso curve di calibrazione costruite a partire dall’analisi di soluzioni la cui fase liquida è a concentrazione alcolica nota e la cui concentrazione di etanolo in fase vapore è stata ottenuta mediante modelli termodinamici e/o mediante modelli semi-empirici noti.
Quindi, per l’analisi di un campione a titolo sconosciuto la risposta del sensore viene collegata alla concentrazione in fase gassosa, e poi, mediante modelli termodinamici e/o semi-empirici già menzionati è possibile calcolare la concentrazione di etanolo incognita in fase liquida. In questo modo si annulla l’effetto dei composti organici volatili, si tiene conto (attraverso il calcolo termodinamico puro o mediante l’utilizzo di equazioni semi-empiriche) dell’effetto della temperatura e si evita di dover deumidificare la corrente inviata ai sensori.
Per maggiori informazioni è possibile consultare il brevetto al seguente link.
