ITPD940208A1 - Campionatore diffusivo a simmetria radiale di sostanze volatili, ad alta capacita' di pompaggio equivalente ed utile per il desorbimento - Google Patents
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Abstract
L'invenzione è un campionatore a diffusione di sostanze volatili disperse in aria, il quale funziona con simmetria radiale, anziché con simmetria assiale, come avviene per tutti i campionatori diffusivi esistenti nel mercato.La diffusione avviene attraverso la superficie cilindrica di un tubo poroso in poliolefina, chiuso alle due estremità. All'interno di questo è collocata, concentricamente, la cartuccia adsorbente, formata di un tubo più piccolo, fabbricato in rete di acciaio inossidabile e riempito, secondo le esigenze analitiche, di carbone attivo, di polimeri porosi, di gel di silice puro o rivestito. La cartuccia adsorbente è idonea anche all'impiego nei campionatori attivi ed al recupero delle sostanze adsorbite sia mediante spostamento con reattivi chimici sia mediante riscaldamento in corrente di gas inerte.Il principale campo di impiego è il monitoraggio dell'inquinamento ambientale.
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione avente per titolo CAMPIONATORE DIFFUSIVO A SIMMETRIA RADIALE DI SOSTANZE VOLATILI, AD ALTA CAPACITA' DI POMPAGGIO EQUIVALENTE ED UTILE PER IL DESORBIMENTO CHIMICO E TERMICO
Riassunto
L'invenzione è un campionatore a diffusione di sostanze volatili disperse in aria, il quale funziona con simmetria radiale, anziché con simmetria assiale, come avviene per tutti i campionatori diffusivi esistenti nel mercato.
La diffusione avviene attraverso la superficie cilindrica di un tubo poroso in poliolefina, chiuso alle due estremità. All'interno di questo è collocata, concentricamente, la cartuccia adsorbente, formata di un tubo più piccolo, fabbricato in rete di acciaio inossidabile e riempito, secondo le esigenze analitiche, di carbone attivo, di polimeri porosi, di gel di silice puro o rivestito. La cartuccia adsorbente è idonea anche all'impiego nei campionatori attivi ed al recupero delle sostanze adsorbite sia mediante spostamento con reattivi chimici sia mediante riscaldamento in corrente di gas inerte.
Il principale campo di impiego è il monitoraggio deH'inquinamento ambientale.
Descrizione
I campionatori a diffusione delle sostanze volatili oggi disponibili sono caratterizzati da geometria costruttiva a simmetria assiale: la diffusione avviene attraverso una superficie piana di 15-20 cm2. Questi campionatori mostrano una capacità di pompaggio equivalente di 30÷50 cm3/min: per captare la stessa quantità di sostanze volatili adsorbita da un campionatore attivo in 15-30 minuti, è necessario esporre il campionatore diffusivo per almeno otto ore.
La geometria costruttiva a simmetria assiale obbliga al recupero delle sostanze captate con un solvente o con un reattivo chimico, non permettendo il desorbimento termico, nonostante sia dimostrato che questo offra numerosi vantaggi, quali rendimenti di recupero più alti e costanti e l eliminazione di reattivi tossici.
L’invenzione qui presentata è innovativa come principio, poiché impiega, per la diffusione, la simmetria radiale: le molecole diffondono dall'ambiente contaminato al materiale adsorbente attraverso una superficie cilindrica anziché piana. Questo accorgimento, che è il principale oggetto del brevetto, consente di raggiungere limiti di sensibilità analitica eccezionalmente bassi per le seguenti ragioni:
- nonostante le ridotte dimensioni del campionatore, la sua superficie di diffusione e 2-3 volte più elevata di quella dei più grandi campionatori passivi del commercio; inoltre, la particolare geometria costruttiva fa sì che il rapporto S/L (superficie/percorso diffusivo) sia il più alto oggi possibile, compatibilmente con il rispetto della legge di Fick e con le dimensioni di una cartuccia adsorbente, facilmente manipolabile laboratorìo e sul campo: queste caratteristiche permettono una capacità di pompaggio equivalerne di 80-100 cm3/min di aria, ovvero dello stesso ordine di grandezza di quella realizzabile con i campionatori attivi;
- il materiale adsorbente è contenuto in una cartuccia di rete di acciaio inossidabile, concentrica alla superficie diffusiva: ciò permete di recuperare gli analiti adsorbiti sia mediante il classico spostamento con reattivo chimico, sia mediante desorbimento termico;
- il materiale adsorbente può essere scelto a piacere dall 'utilizzatore, in funzione di particolari esigenze; ad esempio, può essere utiliziate il Tenax per le analisi in spettrometria di massa, il gel di silice rivestito di 2,4-dinitrofenilidrazina per l'analisi delle aldeidi e così via.
Il materiale costruttivo del campionatore, inclusa la superficie diffusiva, è polietilene ad alto spessore: ciò gli conferisce grande robustezza, inerzia chimica ed impermeabilità.
Il dispositivo si compone di tre parti: il corpo diffusivo, che è totalmente recuperabile per un numero illimitato di campionamenti, la cartuccia adsorbente, la quale è monouso nel caso del recupero con reattivi chimici e totalmente recuperabile nel caso di desorbimento termico, e la piastrina di supporto.
Il corpo diffusivo (fig. 1A) è formato da un tubo di polietilene poroso, chiuso alle estremità da un fondo cieco e da una testa passante, anch'essi in polietilene e saldati al tubo.
La cartuccia adsorbente è un tubo in rete di acciaio inox elettrosaldato (fig. 1B), riempito con il materiale adsorbente in polvere e chiuso alle estremità da due coppette, anch'esse in acciaio inox.
La cartuccia adsorbente viene introdotta nel corpo diffusivo e viene tenuta in sede fra la sporgenza semisferica del fondo ed il tappo ad incastro della testa (fig. 1C).
In alternativa, funge da tappo la piastrina di supporto (fig. 1D), formata da un piano triangolare di polietilene. La piastrina, dotata di pinza, serve anche per appendere il campionatore al bavero delle persone o a qualunque oggetto fisso o mobile.
Il peso totale è di 9 grammi, di cui 4 del campionatore vero e proprio.
II disegno del dispositivo ed il materiale di costruzione ne permettono l’esposizione prolungata alle intemperie, compresa la pioggia, senza alcuna protezione.
La forma ed il materiale da costruzione della cartuccia adsorbente ne permettono l'impiego anche come campionatore attivo: in tal caso, sarà sufficiente introdurre la cartuccia in un tubo in vetro o in acciaio, anziché nel corpo diffusivo. In tal caso, ovviamente, sarà necessario utilizzare una pompa meccanica di campionamento.
Con un tempo di esposizione di 8 ore e utilizzando la tecnica di recupero con il solfuro di carbonio, il campionatore diffusivo contente di raggiungere un limite di sensibilità analitica, per il benzene, di 10 μ.g.m-3 che si riduce a 3 μg.m-3 prolungando il campionamento a 24 ore.
Claims (1)
- Rivendicazioni Sono rivendicati: 1. l'uso della simmetria radiale della superficie diffusiva nella costruzione e nella commercializzazione dei campionatori a diffusione; 2. l'impiego di una superficie tubolare in poliolefina porosa quale superficie di campionamento per diffusione; 3. la fabbricazione e la commercializzazione di cartucce adsorbenti tubolari in rete di acciaio inossidabile, impiegabili sia per il campionamento attivo che per quello diffusivo.
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