MCA Strumentazione Industriale – Bollate, Milano
Misura temperatura clamp-on
Tecnologia non invasiva per food, pharma, enologia, birra, cosmetica — niente saldature, niente apertura processo
MCA Strumentazione Industriale – Bollate, Milano
Tecnologia non invasiva per food, pharma, enologia, birra, cosmetica — niente saldature, niente apertura processo
Guida tecnica · Industria alimentare, farmaceutica, sanitaria
La tecnologia clamp-on permette di misurare la temperatura di un fluido di processo applicando il sensore esternamente alla tubazione, senza saldature, senza fori, senza pozzetti termometrici. Il sensore — tipicamente una termoresistenza Pt100 Class A — è fissato con una fascetta che lo preme contro la parete del tubo, e legge per conduzione la temperatura della parete che è in equilibrio termico col fluido interno.
È la scelta dominante nei processi sanitari (lattiero-caseario, enologia, birra, farmaceutico, cosmetica) perché elimina due problemi storici delle sonde invasive: la contaminazione del prodotto (il sensore non tocca il fluido) e il fermo impianto per ricalibrazione (la sonda si sostituisce in 10 minuti senza svuotare la linea, senza nuova sanitizzazione, senza nuova validazione GMP).
I termometri clamp-on di riferimento del mercato sono i Labom GA2610 (termoresistenza Pt100 base, output 4-20 mA / HART / IO-Link) e GV4610 (trasmettitore con display grafico, IP69K, opzionale self-monitoring a doppio sensore). MCA Strumentazione Industriale è il distributore italiano dei termometri Labom dal 2007.
Un termometro clamp-on è composto da tre elementi fondamentali:
Il flusso del calore dal fluido di processo al sensore segue questo percorso: fluido → strato laminare interno della tubazione → parete inox del tubo (1-3 mm tipicamente) → punto di contatto fascetta-tubo → testa del sensore. A regime stazionario la temperatura del sensore è inferiore a quella del fluido di una quantità tipicamente compresa tra 0,2 e 0,5 K (per tubazioni inox sanitarie standard, fluidi acquosi, tubazione coibentata esternamente). Questo offset è ripetibile per ogni installazione e si compensa in calibrazione.
Il tempo di risposta t90 (tempo per raggiungere il 90% di una variazione step) di un clamp-on è tipicamente 10-30 secondi, contro 1-5 secondi di un sensore a immersione in pozzetto. Per la stragrande maggioranza dei processi sanitari (CIP, SIP, fermentazione, pastorizzazione, sterilizzazione) questa latenza è compatibile con le costanti di tempo del processo.
Installazione, sostituzione, ricalibrazione: tutte le operazioni di service avvengono senza svuotare la linea, senza ulteriore sanitizzazione, senza nuova validazione GMP/HACCP. Riduce drasticamente il fermo impianto.
L'installazione su una tubazione esistente avviene in pochi minuti con la sola fascetta stringitubo. Non serve l'intervento di un saldatore certificato, non serve PMI/MPI di controllo del cordone, non si modifica il certificato del piping.
Il sensore non è in contatto col fluido. In applicazioni alimentari (lattiero, beverage) e farmaceutiche (WFI, clean steam, biorea) questo elimina il rischio di rottura della Pt100 e dispersione di vetro/metallo nel prodotto. È rilevante per piani HACCP e per audit BRC/IFS/FSSC 22000.
Si applica a tubazioni già installate senza ridisegnare il piping. Particolarmente utile in ammodernamenti di linee storiche dove aggiungere un pozzetto richiederebbe progettare e certificare modifiche.
Una ricalibrazione periodica (tipicamente annuale per applicazioni GMP) richiede 10-15 minuti: si apre la fascetta, si sostituisce il sensore con uno calibrato, si chiude. Niente reinizializzazione del processo, niente nuova validazione.
I clamp-on Labom GA2610 sono certificati ATEX (TÜV 08 ATEX 554093) e SIL 2. Si usano quindi anche in zone classificate (alcoolici, estrazioni con solventi, fermentazioni con metano) e in loop di sicurezza funzionale.
Il clamp-on è la tecnologia dominante in cinque settori industriali italiani, e copre applicazioni sia di processo che di sicurezza:
Linee di pastorizzazione del latte (HTST, UHT), produzione yogurt, formaggi a coagulazione termica, panna, dessert lattei. La temperatura è il parametro critico per la microbiologia: ogni fase ha il suo target (es. pastorizzazione HTST 72°C ± 0,5 K per 15 secondi). I clamp-on misurano in continuo su tubazioni di mandata e ritorno del pastorizzatore, all'ingresso delle vasche di maturazione e in linee CIP.
Un produttore di formaggi DOP del Nord Italia aveva pozzetti termometrici a immersione su 14 punti della linea di pastorizzazione e CIP. Le ricalibrazioni annuali (procedura GMP) richiedevano lo svuotamento della linea, la rimozione dei sensori, la ricalibrazione, il rimontaggio, la sanitizzazione completa con CIP soda + acido + risciacqui di prova: oltre una giornata di fermo per ricalibrazione completa. Sostituendo i 14 punti con clamp-on GA2610, oggi le ricalibrazioni si fanno aprendo le fascette in produzione, sostituendo il sensore con uno pre-calibrato e richiudendo: il processo non viene mai aperto e l'operazione totale dura una mattinata invece di una giornata piena.
Linee WFI (Water For Injection) e Clean Steam, bioreattori e fermentatori, autoclavi di sterilizzazione, processi di liofilizzazione, sintesi API. Per il pharma il vantaggio del clamp-on è doppio: nessuna parte a contatto col prodotto (semplifica qualifica IQ/OQ/PQ) e tracciabilità della calibrazione senza dover documentare aperture del processo nel batch record.
Un sito farmaceutico GMP ha qualificato la propria loop WFI a 80 °C con clamp-on GV4610 in dual-sensor self-monitoring. Il vantaggio: in caso di drift di uno dei due sensori il sistema genera un allarme via 4-20 mA prima che la deviazione sia rilevata dal sistema BMS, e la sostituzione del sensore avviene senza interrompere la circolazione WFI. La validazione del sensore è qualificata come "non-product contact equipment" e non richiede convalida di pulizia in caso di sostituzione.
Cantine di vinificazione, controllo della temperatura durante la fermentazione alcolica (vinificazione in rosso 25-30°C, in bianco 14-18°C), serbatoi di stoccaggio refrigerati, pre-imbottigliamento. La fermentazione è esotermica: un controllo di temperatura preciso evita stop di fermentazione (sotto soglia) o sviluppo di profili aromatici scorretti (sopra soglia). Il clamp-on permette di installare punti di misura aggiuntivi su cantine esistenti senza saldature inox.
Mash tun (saccarificazione, profili a step 50-78°C), kettle/lauter tun (bollitura), wort cooler, fermentatori (lieviti ale 18-24°C, lager 10-14°C), bright beer tank. Per i birrifici craft il clamp-on è particolarmente apprezzato perché si retrofitta su impianti modulari già installati. Per i birrifici industriali è la scelta standard sulle linee CIP.
Linee di produzione creme, emulsioni, shampoo, prodotti make-up. Tipicamente impianti a batch con temperature di processo 60-85°C per omogeneizzazione e fase olio-fase acqua. Il clamp-on garantisce monitoring continuo senza rischio di contaminazione del prodotto cosmetico (importante per cosmetici BIO, dermocosmetici).
Il clamp-on non è la scelta giusta in alcune situazioni specifiche dove i suoi limiti diventano vincoli di processo:
Per i casi sopra, le alternative principali sono il pozzetto termometrico e la termoresistenza sanitaria a tri-clamp, sempre della gamma Labom.
| Caratteristica | GA2610 (base) | GV4610 (trasmettitore con display) |
|---|---|---|
| Tipologia | Termoresistenza Pt100 clamp-on | Trasmettitore di temperatura clamp-on |
| Range di misura | -40…150 °C | -40…150 °C |
| Accuratezza | Class A | Class A, ≤ 0,25 K |
| Output | 4-20 mA / HART / IO-Link / Pt100 grezza | 4-20 mA / HART |
| Display | Nessuno | Grafico ad alta risoluzione |
| Parametrizzazione locale | Solo via tool esterno | 4 pulsanti integrati |
| Self-monitoring (doppio sensore) | Non disponibile | Opzionale |
| Custodia / IP | Inox, IP65 | Inox, IP65 / IP67 / IP69K |
| SIL | SIL 2 | — |
| ATEX / UKEX | Sì, TÜV 08 ATEX 554093 | Da configurazione |
| Material wetted parts | Inox | Inox AISI 316L |
| Caso d'uso tipico | Punti di misura standard, integrazione PLC | Lettura locale, audit, self-monitoring |
Per la maggior parte delle applicazioni standard il GA2610 è la scelta corretta: meno componenti, costo inferiore, meno punti di guasto. Il GV4610 si sceglie quando serve verifica visiva sul campo durante CIP o audit, parametrizzazione frequente senza tool esterni, oppure il pacchetto di self-monitoring dual-sensor (utile in loop SIL e in qualifiche pharma a doppia ridondanza). Per dettagli tecnici approfonditi: scheda GA2610 e scheda GV4610.
Per scegliere correttamente tra GA2610 e GV4610, e per dimensionare il clamp-on per la tua linea, servono alcune informazioni: tipologia di processo (CIP, pastorizzazione, fermentazione, WFI), diametro e materiale della tubazione, range di temperatura del fluido, tempo di risposta richiesto dal loop di controllo, eventuali requisiti ATEX/SIL/GMP, e numero di punti di misura da realizzare.
Un termometro clamp-on è un sensore di temperatura (tipicamente Pt100) che si fissa esternamente alla parete della tubazione invece di essere immerso nel fluido. Una fascetta stringe il sensore contro il tubo: il calore del fluido si trasmette per conduzione attraverso la parete fino al sensore. La tecnologia è 'non invasiva' perché non richiede saldature, fori, pozzetti o aperture del processo. Diffusa in industria alimentare, farmaceutica, enologica, della birra e cosmetica per applicazioni sanitarie.
Il pozzetto è un tubo cieco saldato sulla tubazione che permette di immergere il sensore nel fluido. Il clamp-on misura la temperatura della parete esterna del tubo. Differenze: installazione (pozzetto = saldatura, clamp-on = no), tempo di risposta (pozzetto 1-5s, clamp-on 10-30s), accuratezza (pozzetto misura il fluido, clamp-on la parete con offset 0,2-0,5 K), ricalibrazione (pozzetto = aprire processo, clamp-on = aprire fascetta). In applicazioni sanitarie GMP/HACCP il clamp-on è spesso preferito per la sostituibilità senza apertura processo.
Tre situazioni: (1) tempo di risposta < 5 s richiesto (processi con transienti rapidi → l'inerzia della parete introduce latenza incompatibile); (2) tubo con parete molto spessa o coibentazione esterna assente in ambiente non climatizzato (la conduzione è disturbata); (3) tubazioni in materiale plastico (PE, PP, PTFE → bassa conduttività termica, offset elevato). Per questi casi si usano sonde a immersione su pozzetto termometrico.
GA2610 = Pt100 clamp-on senza display, output 4-20 mA / HART / IO-Link / resistenza Pt100 grezza. Standard quando il valore va al PLC e non serve lettura locale. Anche SIL 2 e ATEX. GV4610 = trasmettitore con display grafico e parametrizzazione locale via 4 pulsanti, IP69K, opzionale self-monitoring dual-sensor. Si sceglie per verifica visiva sul campo, audit, re-parametrizzazione frequente senza tool esterni, o ridondanza in loop SIL/pharma. Entrambi Class A, accuratezza ≤ 0,25 K.
Sì. GA2610 = SIL 2 + ATEX (TÜV 08 ATEX 554093) + UKEX. Custodia inox, fascetta inox 316L. Per applicazioni alimentari/farmaceutiche la natura non invasiva è un vantaggio aggiuntivo: nessun contatto col prodotto, quindi il sensore si classifica come "non-product contact equipment" nel piano HACCP/GMP. GV4610: gradi di protezione IP65 / IP67 / IP69K (l'IP69K è specifico per lavaggio ad alta pressione e alta temperatura, tipico in industria alimentare).
MCA Strumentazione Industriale è il distributore italiano dei termometri clamp-on Labom (GA2610 e GV4610) per applicazioni sanitarie nel lattiero-caseario, farmaceutico, enologico, brassicolo e cosmetico, con sede a Bollate (Milano) e copertura su tutto il territorio italiano. Forniamo consulenza pre-vendita gratuita, supporto al dimensionamento e calibrazioni tracciabili. Per la gamma completa Labom: distributore Labom Italia.