Producción, concentración y solubilidad del ozono

La generación de ozono es posible gracias al uso de equipos especializados conocidos como generadores de ozono. Estos dispositivos emplean descargas eléctricas para convertir el oxígeno en gas de ozono. Los generadores de ozono tienen aplicaciones en diversos campos, incluyendo el tratamiento de desinfección de agua, purificación del aire y conservación de alimentos. En esta publicación, profundizaremos en conceptos importantes como la producción de ozono, concentración, solubilidad y transferencia de masa del ozono. Comprender estos conceptos fundamentales es crucial para aprovechar el poder del ozono de manera segura y efectiva.

Producción de gas de ozono

El ozono se produce utilizando generadores de ozono industriales. Estos generadores utilizan descargas eléctricas para convertir el oxígeno en gas de ozono. La producción de ozono se refiere a la masa de ozono producido en un determinado tiempo, medida en gramos por hora (g/h). Está estrechamente relacionada con el flujo de oxígeno/aire en la entrada del generador. La tasa de producción de ozono determina la eficiencia y capacidad de un generador de ozono.

Concentraciones de ozono

La concentración de ozono se refiere a la cantidad de ozono en un volumen determinado de aire o agua, y se expresa comúnmente como partes per millon ( ppm) o gramos por metro cúbico (g/m³) o porcentaje en peso (% en peso).

Una concentración de gas de ozono más alta es crucial para el uso económico y efectivo del ozono en el tratamiento de agua, purificación del aire y otras aplicaciones. Concentraciones de ozono más altas significan una mayor relación de solubilidad.

Por ejemplo, al comparar estos dos generadores de ozono:

Generador «A» es un generador de ozono de 30 g/h que produce gas de ozono al 3% en peso y requerirá un flujo de oxígeno de alimentación de 12.5 SLPM.

Generador «B» también es un generador que produce 30 g/h, pero al 10% en peso y solo necesitará 4.0 SLPM de oxígeno.

Aunque los dos generadores tienen la misma producción de ozono, producen ozono a diferentes concentraciones. Por esta razón, se puede lograr una diferencia significativa en su solubilidad de ozono y, como consecuencia, en su eficacia. El generador A solo puede disolver del 1 al 2% del ozono en agua, mientras que el generador B puede disolver del 10 al 12%.

Solubilidad del ozono

La solubilidad mide la capacidad del ozono para disolverse en un medio particular, como el agua. Por lo tanto, el ozono disuelto es la porción de ozono que se ha transferido de la fase gaseosa a la fase líquida y está disponible para reacciones de oxidación. La solubilidad del ozono depende de factores como la temperatura del agua, la presión, la producción de ozono, la concentración y la eficiencia de transferencia de masa. Un dato importante es que no todo el ozono es soluble en agua. La Ley de Henry dicta (de manera simplificada) que cuanto mayor sea la concentración de ozono, mayor será la relación de solubilidad del ozono en agua. La concentración de ozono es esencial para la solubilidad del ozono en agua, pero a menudo se pasa por alto este aspecto.

Transferencia de masa del ozono

La transferencia de masa del ozono se refiere al proceso mediante el cual el ozono se transfiere de la fase gaseosa a la fase líquida. Un método de inyección eficiente es fundamental para lograr el nivel deseado de ozono disuelto y la eficiencia del tratamiento con ozono. Inicialmente, se solían utilizar mezcladores estáticos y columnas de burbujas de ozono para disolver el ozono. Sin embargo, en la actualidad, la inyección de venturi se considera el método más eficiente.

Concentración de O3 % en peso	Porcentaje de O3 disuelto en agua
1% en peso	10%
3% en peso	20-30%
5-7% en peso	50-70%
8-10% en peso	80-90
10-14% en peso	95%
14-22% en peso	97%

¿POR QUÉ SON IMPORTANTES LA PRODUCCIÓN, LA CONCENTRACIÓN Y LA SOLUBILIDAD DEL OZONO?

Hace un tiempo, recibí una llamada de Bob, un ingeniero responsable del tratamiento y desinfección de agua en una gran planta industrial, después de comprar dos generadores de ozono de 60 g/h por 15.000 USD. Después de que el sistema de ozono funcionara durante más de una hora, solo se disolvieron 18 gramos de los 120 gramos de ozono que produjo en agua. La cantidad de ozono producido era considerable, pero la concentración era insuficiente. Como mencionamos, la concentración de ozono es esencial para la solubilidad del ozono en agua.

Siguiendo mi consejo, reemplazamos sus dos generadores de ozono de baja concentración de 60 g/h con un generador ATLAS 30 de Absolute ozone de alta concentración lo que ilustra el problema.

Su nuevo sistema logra disolver exitosamente 24 g de ozono en el agua (cuatro veces más ozono disuelto) por una cuarta parte del precio.

LA PESADILLA DE OTRO CLIENTE.

Hace algunos años, nos enteramos de un cliente que tuvo que instalar un generador de ozono alimentado por aire para su piscina de 100 m3. Lo compró a uno de los mayores fabricantes de generadores de ozono de América del Norte. El fabricante afirmaba que su equipo producía suficiente ozono para desinfectar la piscina. Su generador de ozono tenía una capacidad de 16 g/h. Sin embargo, al ser alimentado por aire el ozono producido por ese generador era solo del 1% en peso. A esa concentración, es posible disolver 1,6 g de ozono en agua (16 g x 10% = 1,6 g), creando una concentración baja de 0,004 ppm (se recomienda una concentración de 0,03-0,05 ppm para piscinas sin químicos, diez veces más). Sugerimos instalar nuestro generador Atlas30, que tiene una generación de ozono de 30 g/h a una concentración del 9% en peso, será suficiente para tener un cliente satisfecho con una piscina cristalina y libre de químicos.

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