Facciamo una premessa! Possiamo affermare che la Termobilancia rappresenta l’evoluzione del vecchio ed efficace metodo di determinazione dell’umidità attraverso l’utilizzo di una stufa e di una bilancia...peraltro ancora in uso. Chiaro che la Termobilancia (analizzatore di umidità) possiamo definirla un sistema innovativo con un livello di precisione maggiormente elevato grazie ad una totale gestione elettronica del processo che garantisce una ridotta percentuale di errore e, cosa importante, un bassissimo rischio di perdere parte della sostanza solida durante l’essicazione.
La sua struttura è formata da due componenti, una bilancia di precisione abbinata ad un sistema di riscaldamento integrato composto da una camera di pesata con un elemento alogeno riscaldante dove viene posizionato il materiale (in un apposito contenitore “piattello”) e accessibile per mezzo di un coperchio. Tutto il sistema viene comandato attraverso una tastiera e un display con varie funzionalità che rendono questo strumento un apparecchio tecnologicamente avanzato per l’analisi dell’umidità .
Ora vediamo nel dettaglio il funzionamento di questo apparecchio. Semplice nel concetto e molto utile in svariati campi di applicazione
Il principio è abbastanza semplice e si basa sulla perdita di peso per essiccamento (termogravimetrico). Il termine per definire questo principio è “LOD” (Loss on Drying) e consiste nell’analizzare la perdita di peso di un campione per effetto del riscaldamento che viene interpretata come una perdita di umidità. Nel momento in cui il campione smette di perdere peso significa che tutta l'umidità è fuoriuscita e viene quindi calcolato la percentuale di umidità mettendo a confronto il peso iniziale con il peso finale. Questo processo viene fatto totalmente in automatico dalla bilancia termica dopo aver impostato alcuni parametri standard come la temperatura e il metodo di essicamento che variano a seconda del materiale sottoposto ad esame (generalmente descritto in modo dettagliato all’interno del manuale d’uso dello strumento con tabelle relative alla maggior parte dei materiali). Quasi tutti gli apparecchi consentono anche delle impostazioni manuali per consentire eventuali essicazioni parziali o test personalizzati.
Il metodo utilizzato per il riscaldamento del campione è generalmente alogeno con una tecnologia a infrarossi. L'elemento riscaldante è composto da tubo di vetro riempito con gas alogeno che consente di ottenere in modo rapido una elevata energia di riscaldamento, inoltre offre una notevole controllabilità e una distribuzione uniforme del calore.
ATTENZIONE!!! La preparazione del campione è un aspetto fondamentale di tutto il processo
Teniamo presente che il campione assorbe la radiazione a infrarossi della lampada alogena, riscaldandosi molto rapidamente. Inoltre, la temperatura raggiunta dal campione è legato alle sue caratteristiche di assorbimento, pertanto non corrisponde alla temperatura impostata. La corretta preparazione del campione è fondamentale per ottenere un risultato affidabile e ripetibile. Il materiale deve essere posizionato all’interno del contenitore (piattello in dotazione) in modo omogeneo e distribuito regolarmente, senza eccedere nel peso, generalmente sono sufficienti pochi grammi per la misurazione. Possiamo aumentare il peso del campione utilizzato nel caso in cui si analizzi un prodotto con un livello di umidità molto basso, di pochi punti percentuali. Una quantità eccessiva di materiale genera solamente un aumento del tempo di essicazione che in alcuni casi può creare anche delle problematiche come un eccessivo riscaldamento superficiale (crosta) che impedisce una essicazione corretta. Altro accorgimento importante è garantire una granulazione omogenea, ossia nel caso si tratti di prodotti compatti con dimensioni elevate è necessario sminuzzarli in modo che il posizionamento sul piattello sia effettuato in modo uniforme
Si raccomanda di utilizzare la Termobilancia tenendo in considerazione alcuni accorgimenti al fine di ottenere una più elevata affidabilità delle analisi eseguite
Dove possiamo impiegare questa apparecchiatura?
Sostanzialmente per quasi la totalità dei materiali, le applicazioni più comuni sono certamente nel settore alimentare, nell’agricoltura, nei materiali plastici, nel tessile, nell’industria farmaceutica, nel settore chimico, nell’industria dei rifiuti, nell’edilizia e altro ancora.