Il Breakthrough Analyzer (BTA)è un sistema di erogazione di gas di elevata precisione, mutuato dalla collaudatissima piattaforma del reattore catalitico MicroActivity Effi di PID Eng & Tech. I componenti principali del sistema includono: Mass Flow Controller (MFC); valvole di miscelazione; sorgenti di vapore; hotbox per il controllo della temperatura; colonna per la valutazione degli adsorbenti; fornace in grado di operare da temperatura ambiente fino a 1050 °C.
La procedura base per la valutazione di un candidato adsorbente comprende: attivazione (o degasaggio) dell'adsorbente, flusso di una miscela di gas (o vapori) attraverso la colonna contenente l'adsorbente e monitoraggio della composizione del gas effluente con rilevatori esterni. Calcoli di bilancio di massa sono usati per determinare le quantità adsorbite a partire dai flussi e dalle concentrazioni in ingresso e in uscita. La selettività del materiale adsorbente è così presto calcolata e viene impiegata come parametro critico nel confronto tra candidati materiali adsorbenti.

Caratteristiche e vantaggi principali

Il Breakthrough Analyzer (BTA) vanta le seguenti caratteristiche e vantaggi principali:

• Piattaforma di breakthrough completamente automatizzata con controllo da touchscreen integrato o da PC, basata su tecnologia PID Eng & Tech.
• Valvole di miscelazione proprietarie offrono importanti vantaggi per il controllo della miscelazione del gas e minimizzano il volume morto del sistema.
• La sua capacità di fornire dati di separazione e di flussi di gas eccellenti garantisce valori di selettività di alta qualità.
• La colonna contenente il campione, così come le linee e le valvole, sono alloggiati in una hotbox con temperatura regolabile fino a 200 ± 1 °C al fine di assicurare un controllo severo della temperatura. Questo permette di eliminare eventuali punti freddi, escludere il rischio di fenomeni di condensazione di vapori e assicura che le concentrazioni dei gas siano consistenti.
• Estrema flessibilità in termini di quantitativo di campione da analizzare, da 50 mg fino a 2,5 g su colonne standard; quantitativi maggiori possibili su colonne customizzate.
• La fornace consente di pretrattare campioni in-situ e di attivare i materiali con rampe di temperatura programmabili fino a 1050 ± 1 °C.
• Controllo della backpressure e soluzioni di controllo della temperatura a valori sub-ambiente, che consentono all'utente di eseguire esperimenti in condizioni operative significative.
• Sistema modulare che consente aggiornamenti in campo che prevedono l'aggiunta di rilevatori diversi e di altri accessori opzionali.
• Possibilità di collegare esternamente vari detector: spettrometri di massa, spettrometri IR, GC/MS, etc.

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Applicazioni comuni

Il Breakthrough Analyzer (BTA) è idoneo ad indagare diverse applicazioni:

• Separazione, stoccaggio e purificazione di gas;
• Analisi di breakthrough;
• Cattura di CO2;
• Adsorbimento selettivo;
• Valutazione di adsorbenti di nuova generazione: MOF, COF, ZIF, zeoliti, carboni attivi, gel di silice, allumine attivate, setacci molecolari, polimeri e resine porose.

Capacità analitiche

Il Breakthrough Analyzer (BTA) è in grado di eseguire i seguenti test:

• Adsorbimento multicomponente;
• Adsorbimento di miscele di gas;
• Analisi delle curve di breakthrough;
• Adsorbimento di miscele di gas e vapori;
• Selettività e capacità di adsorbimento;
• Misurazioni dinamiche di adsorbimento e desorbimento;
• Adsorbimento competitivo;
• Isoterme ad alta pressione.