Dosatore di acido formico

Si precisa che l’uso dell’acido formico ad oggi in Italia non è consentito dalla normativa vigente, pertanto il seguente articolo viene pubblicato solo come mera curiosità e non deve essere considerato come un’indicazione di tecnica apistica.

http://www.apicolturangrisani.it/tecnica-apistica/1011-dosatore-artigianale-per-l-acido-formico.html

di Antonio Riva

Acido Formico
Nota. Quanto segue: idea, testo, immagini, disegni, proposte e soluzioni pratiche è liberamente disponibile a quanti ne vogliano fare un uso personale o commerciale.
Una nota (♥) significa che vi sono argomenti attinenti nel capitolo “Varie”
Premessa
Come è fatto e come funziona
Preparazione del filtro di cotone
Come calcolare e regolare il flusso
Taratura
Effetto della temperatura
Uso in pratica
Varie
Idee sbagliate ed abbandonate
Premessa
Abitualmente l’acido formico viene usato facendone evaporare una quantità desiderata. Il risultato è poco prevedibile ed influenzato dalla temperatura ambiente, l’umidità e credo pure dal tipo di evaporatore.
Per favorire la distribuzione del vapore sotto il recipiente mettevo un cartone con alcuni grossi fori, una specie di innaffiatoio. Fino ad ora ho usato acido al 60% con evaporatori Nassenheider vecchio modello o barattoli dello yogurt alloggiati in un melario vuoto, in entrambe i casi uno stoppino di cartone con attorno un fazzolettino di cellulosa: trasporta molto bene i liquidi: è sempre bagnatissimo.
Se si desidera l’evaporazione credo sia meglio usare l’85%, (teoricamente il 77.6%) come per esempio il Bioletal, per i seguenti motivi. (♥)
Il vapore di un bicchiere di vino al 12% di alcol ha una concentrazione di alcol molto superiore: dal vino si distilla la grappa. Ed il vapore è più ricco in alcol fino ad una soluzione al 95%.
Con l’acido formico è lo stesso: fino a poco più del 77% il vapore è sempre più ricco in acido rispetto alla soluzione, il contrario per concentrazioni superiori: per esempio con una soluzione al 95% il vapore avrà più del 5% di acqua.
Uno stoppino immerso in una soluzione al 60% inizialmente emanerà un vapore molto più ricco del 60%, e con lo scambio continuo col contenitore sottostante ne provocherà una progressiva diluizione. Questo fenomeno dovrebbe essere molto ridotto con l’evaporatore Nassenheider (lo stoppino è a contatto con un piccolissimo volume di liquido e molto limitato sarà lo scambio col serbatoio) che però è sempre sensibile alla temperatura ambiente ed è problematico prevedere, scegliere o modificare il flusso.
Non vedo nessun motivo per usare concentrazioni più basse dell’85% se la temperatura è alta, dovrebbe essere sufficiente usare uno stoppino più piccolo.
Per i motivi sopraddetti ho pensato di realizzare uno sgocciolatore che permetta di controllare e regolare il flusso.
indice
Il primo esemplare solo per testare la fattibilità ed il modello che potrebbe essere definitivo
COME È FATTO E COME FUNZIONA
a)Il contenitore di acido è come il bevirolo dei canarini: un recipiente aperto solo in basso dove comunica con una vaschetta che avrà un livello costante. Va bene il nuovo recipiente Nassenheider (mod. 30020, 16 euro 2).

http://imk.nassenheider.com/artikels/index/1

Ne ho realizzato uno artigianale, economico e facile da realizzare (♥)
b)L’acido viene fatto scorrere in un tubicino in cui sono contenuti pressati dei fili di cotone che creano una resistenza.
c)Il tubicino viene alimentato per capillarità scavalcando la sponda della vaschetta. Soluzione facile, sicura e maneggevole.
d)Per regolare il flusso: con un tubicino flessibile si varia la distanza verticale tra il livello superiore e le gocce che cadono.
e)Per valutare il flusso: un tubo metallico molto sottile genera gocce piccolissime: dall’intervallo tra due o tre gocce si stima il flusso in 24 ore. Il funzionamento è molto stabile.
f)È facile regolarlo con l’acqua, a casa, quando poi si porta su un recipiente con acido formico il flusso sarà probabilmente simile (fino ad ora ho confrontato valori a casa con 20° gradi con l’ambiente esterno intorno a 5°). L’acqua serve per avere un’idea della funzione, si terrà conto solo dei valori constatati con l’acido.
g)Tutte le volte che si cita acqua si intende una soluzione di acqua ½ litro con 2 cucchiaini colmi di acido citrico, acida circa come il succo di limone. (Se si usa acqua normale o anche distillata il flusso rallenta fin dai primi minuti fin quasi a dimezzarsi, aggiungendo soda, che rende la soluzione alcalina, rallenta ancora di più)
h)Due tubi identici avranno il medesimo funzionamento. Nella pratica si saprà che un tubo con, per esempio, 18 fili lungo 20 cm e con la caduta di 13 cm avrà un flusso di acido al 60% di 11 ml/24 ore, con una caduta di 10 cm: 9 ml, tagliato a 15 cm con una caduta di 13 . . . Pertanto, se ci si fida, potrà andare da solo senza controllare le gocce. Quando si cambia la altezza immediatamente cambia la velocità, in poco tempo si potranno ottenere numerosi valori.
i)Sicurezza. È assolutamente sicuro, gli unici punti che possono ustionare con l’acido sono la parte alta immersa nella bacinella e la punta dell’ago, al punto che si può regolare il flusso, ed anche sostituire l’intero apparato, con un po’ di attenzione, senza l’uso dei guanti. È bene avere una pinza elastica per piccole operazioni come infilare lo stoppino nell’apertura della vaschetta, come si vede nelle foto.
l)Durante tutte le prove le gocce di acido formico devono cadere in un vassoio di plastica o di carta alu, quelli per gli alimenti, contenente un po’ di acqua e parecchia soda, devono essere evidenti dei mucchietti bianchi (carbonato di sodio, non bicarbonato), che neutralizza istantaneamente l’acido. Aprendo un’arnia con 2 o 3 apparecchi funzionanti non si sente alcun odore. Tenere una bottiglia di acqua e bicarbonato per sicurezza e per immergervi pinza e forbici e coltellino dopo i vari lavori.
m)Durante l’uso pratico le gocce dovranno cadere, per poter evaporare, su un piccolo vassoio di plastica o di carta alu, sul vassoio mettere un pezzo di juta, è la fibra che, mi sembra, distribuisce meglio per capillarità ed ha i fili lontani per cui l’aria passa facilmente. Sul punto dove cadono forse è meglio mettere un pezzetto di carta per distribuire il liquido al tessuto. La funzione del vassoio è pure quella di distribuire la caduta del gas in maniera uniforme.
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PREPARAZIONE DEL TUBO COL FILTRO DI COTONE (♥)
(si possono provare anche altri materiali naturali o sintetici. La descrizione è ciò che faccio io)
Materiale usato: tubi per flebo di plastica flessibile, diametro esterno 4 mm, interno 3 mm, lunghezza 27-28 cm; aghi Buterfly 25 G, andrebbero bene anche più grossi: 23 o21 G. L’innesto degli aghi può ospitare tubi di diametro massimo poco più di 4 mm. La punta dell’ago viene spianata con una cote di Carburundo di grana finissima (arrotondare poi il foro con la punta di un ago per cucire). Forse è meglio tagliare l’ago molto corto e poi limarne la estremità
Filo di cotone piuttosto grosso: quello per ricamare va bene. Se 12 fili sono pochi e 14 troppi se ne possono usare 12 grossi e due o quattro più fini.
Preparazione del cotone.
Preparare 7, o più, segmenti di 40 cm. Il cotone bagnandolo si ritira, lavarlo con sapone, metterlo in acqua calda. Lasciarlo asciugare. 7 segmenti piegati a metà fanno 14 fili nel tubo
Il tubo è sostenuto da un gancio fatto con un filo di alluminio (resiste all’acido)
Per permettere al tubo di compiere una curva piuttosto stretta assieme al gancio ho fatto due taglietti lungo il margine esterno.
Infilare dalla parte inferiore un sottile filo metallico (quello dei favi) con la cima ripiegata ad uncino.
Far passare un doppio filo di cotone sottile.
Infilare nell’asola il mazzetto di fili, pressarli a salamino tra le dita disponendoli ben paralleli e farli entrare tirando i due fili e “massaggiando” in giù il tubino, tagliare quanto vi è di troppo, i primi 5 o 6 cm in alto devono restare liberi.
10 cm di cordino sintetico o, meglio, lana acrilica, con l’accendino fare un nodulo duro. Legare il capo libero del filo al cordino e farlo entrare nel tubo, tirando l’altro capo, fino a contatto col filtro di cotone.
Fissare con filo inox il tubo all’uncino di alluminio evitando di farlo entrare nelle fessure. (♥)
Avvolgere della carta alu al cordino e fissarla facendola entrare nel tubo, serve a dare stabilità al cordino.
Nel melario lo spazio è di non più di 14 cm il tubo può essere più lungo perché può stare inclinato.
Si possono fare dei mazzetti spessi e brevi o più lassi e lunghi. Si possono far passare anche parecchi fili (solo bagnati passano) ma credo sia meglio meno e lunghi.
Con i primi che si fanno si valuta il flusso di acqua con la caduta massima possibile, circa 14 cm, tenendo presente che il flusso di acido nelle stesse condizioni sarà simile o poco inferiore.
È ragionevole ridurre il flusso alzando l’ago o il punto sgocciolatore non oltre la metà: 7-8 cm. Se i valori non soddisfano se ne farà un altro con un numero diverso di fili oppure più lungo o più corto. Tenere nota delle caratteristiche e della funzione: due costruiti uguali avranno un funzionamento assai simile.
L’ago sgoccioilatore dovrà essere montato su di uno stecchino lungo il quale poter scorrere per cambiare l’altezza della caduta
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CALCOLARE E REGOLARE IL FLUSSO
Contare, con l’ago che si ha a disposizione e con una siringa da 1 ml, quante gocce si hanno in 1 ml. Consiglio: non far riferimento all’anello nero del pistone ma lasciare un po’ di aria e riferirsi al livello del liquido, è più sottile; lubrificare il pistone con un po’ di vaselina per avere un movimento fluido e preciso. Se l’acido formico cade a terra emana vapore molto sgradevole, far cadere le gocce in un piattino con un po’ di soda.
Moltiplicando i ml in 24 h per l’intervallo in secondi tra due gocce si ottiene un valore costante : se l’intervallo si dimezza il volume raddoppia. Questo valore è 86400/le gocce in 1 millilitro.
ogni dimensione di ago avrà il suo valore K da calcolare
Col Butterfly 25 G limato ottengo 102 gocce di acqua e 190 gocce di acido formico al 60% per ml.
Per l’acqua avrò il valore K 847
Per l’acido formico avrò il valore K 454
Con l’ago 26 G limato, può servire pure quello, 150 gocce di acqua e 200 di acido formico per ml.
Per l’acqua avrò il valore K 576
Per l’acido formico avrò il valore K 432
Se sgocciolo acqua ed osservo 32” tra due gocce: 847/32 = 26.46 ml in 24 ore
Se però desidero 18 ml in 24 ore devo ridurre la pressione, alzando l’ago, fino ad ottenere un intervallo tra due gocce di 847/18 = 47”.
Se l’altezza della pressione era 14 cm con 32” , l’altezza per 47” sarà circa 14*32/47 = 9.5 cm
Anche qui altezza X intervallo in secondi tra due gocce è un valore non proprio costante ma almeno indicativo per cercare la nuova altezza dell’ago, calcolo approssimativamente utile per valori tra 7 e 15 cm.
Questo sgocciolatore così regolato, a 18 ml di acqua, messo su un recipiente con acido formico si può stimare avrà un flusso di poco inferiore che con l’acqua ossia intorno a 14-16 ml in 24 h.
Come calcolare il proprio valore K
Secondi nelle 24 ore / gocce contenute in 1 ml = K
Nel mio caso col Butterfly:
60*60*24/190 = 454.73 per l’acido
60*60*24/102 = 847.05 per l’acqua
Spiegazione:
se ho 1 goccia al secondo, in 24 ore avrò 60*60*24=86400 gocce
Se vi sono 190 gocce per ml avrò 86400 / 190 = 454.73 ml in 24 ore
Ma se le gocce sono una ogni 32 secondi avrò 454.73/32 = 14.21 ml in 24 ore
Se, al contrario, desidero 14.21 ml in 24 ore: 454.73/14.21 = 32 secondi di intervallo (12/4=3 e 12/3=4)
Se ne desiderassi 17 in 24 ore: 454.73/17 =26.7 secondi di intervallo da impostare tra due gocce
Più facile di cosi!
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TARATURA
Per testare i filtri preparare con 2 o 3 telaini vuoti da nido ed alcuni listelli tenuti da elasticini un telaio come quello dell’immagine (nella pratica si useranno 2 telaini da melario).
Con questo si potrà agevolmente lavorare appoggiandolo in terra quando si fanno le misure e lasciarlo andare a lungo riponendolo in un’arnia vuota.
Le gocce di acido formico devono cadere in un vassoio di plastica o di carta alu, quelli per gli alimenti, contenente un po’ di acqua e parecchia soda, devono essere evidenti dei mucchietti bianchi (carbonato di sodio, non bicarbonato), che neutralizza istantaneamente l’acido. Aprendo un’arnia con 2 o 3 apparecchi funzionanti non si sente alcun odore.
Preparare il contenitore con l’acido formico e fissarlo con 2 elasticini.
Portare una siringa da 1 o 2 ml ed un vasetto con un po’ di acqua con acido citrico.
Forzare la siringa nella parte bassa del tubo ed aspirare tenendo la parte superiore immersa nell’acqua fino a quando arriverà all’uscita. Specialmente con tanti filtri sarà più pratico immergerli capovolti in un recipiente profondo con acqua ed acido citrico lasciando le estremità inferiori fuori per far uscire l’aria: ci vuole una ventina di minuti ma nessun lavoro. Con la siringa riempire la cannula del Butterfly ed attaccarla al tubo. Agganciare alla bacinella ed infilare la estremità dello stoppino nella apertura, chiudere la bacinella modellando un doppio strato di carta alu per evitare l’evaporazione. Regolare la altezza di caduta iniziando da valori di 12 14 cm .
All’inizio si vedranno le grosse gocce di acqua col flusso dell’acido nel filtro, per cronometrare le gocce di acido puro bisogna spettare parecchie ore o, piuttosto, fino al dì seguente.
Il filtro in esame dovrà essere testato alla lunghezza massima ed a diverse altezze di caduta. Poi se ne tagliano, per esempio, 3 cm e si misurano i tempi alle varie altezze: si avranno flussi maggiori. Tenendo conto dei dati osservati ci si potrà regolare con filtri identici.
Se si decide di lasciare le goccioline durante l’uso pratico, all’inizio è prudente, questi dati vanno bene così.
Se ci si sente sicuri si può far sgocciolare l’acido direttamente dalla estremità del filtro ma bisogna sapere quale è il flusso per un dato valore di caduta.
(L’ago sottile ha un effetto di capillarità, tende a restare pieno, il liquido non scende, e la goccia molto piccola, a causa del piccolo raggio di curvatura, esercita una forte pressione contraria)
Se si vuole controllare questo valore, preparare lo strumento elementare seguente: 5 cm di tubo con in cima un ago 25 o 26 G limati, la differenza tra i due è trascurabile, infilare un segmento di cordino sintetico avvolto in cima da carta alu, tagliare via l’ago del Butterfly e mettere a contatto l’estremità del tubino col cordino sfioccato, il livello da considerare è quello del tubino, e si misurerà l’intervallo tra le gocce:
Si potrà constatare la distanza tra la punta dell’ago ed il livello del liquido necessaria a far cadere la goccia.
Dalla sequenza di immagini la cosa è molto più facile.Indice
EFFETTO DELLA TEMPERATURA
Immaginavo che la temperatura influenzasse l’intensità del flusso ma mi aspettavo valori molto minori.
Per testare l’effetto della temperatura ho avvolto il tubo in un tovagliolo di carta e due strati di carta alu facendo poi scorrere all’interno dell’acqua calda. Per tale motivo tutti i test della taratura andranno ripetuti con un clima estivo considerando che nell’arnia la temperatura è ancor maggiore.
Credo che vi sia un incremento di flusso del 20% circa ogni 10°; incrementi percentualmente maggiori per temperature maggiori. (controlli fatti tra 3° e 40° gradi)
Però conoscendo la cosa e potendo controllare e regolare i valori di flusso non sarà un grosso problema.
Indice
VARIE
Vaschetta Volendo ci si può preparare un recipiente con poco lavoro e poca spesa.
Un barattolo di polietilene da 250 ml, costa pochissimo in un negozio Brico ed una lattina da 500 ml di birra.
Il diametro della lattina è poco inferiore ma va bene ugualmente. Tagliarla come dalle immagini e fissarla con parecchi giri di cordino.
Unire i due componenti e sigillare il coperchio. Le colle epossidiche ed a contatto vengono alterate dall’acido, il silicone non si attacca al polietilene, uno spesso strato di vaselina provato con due barattoli ha retto per quattro settimane poi uno ha iniziato a perdere, non so da che parte. Bisogna trovare una colla adeguata, magari quelle a caldo potrebbero andare. Lascio le prove a chi vuole.
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Uncino Quando si fissa il tubo all’uncino col filo inox, quello dei fogli cerei, stare attenti che il filo non entri nella fessura: l’acido per capillarità scorrerebbe nell’intercapedine tra filo e tubo all’esterno con un flusso molto elevato. Per il medesimo motivo la carta alu che avvolge il cordino deve infilarsi nel tubo senza appoggiarsi su nulla (esperienze dirette sia questa che quella sopra)Ritorna
Acido Formico Una miscela di acqua ed acido formico ha un vapore che non ha la medesima proporzione dei due componenti nella soluzione, succede con quasi tutte le miscele di liquidi, le due concentrazioni saranno uguali solo al 77.6%. La temperatura di ebollizione dell’acido formico puro è poco superiore ai 100°, quella della diluizione al 77.6% è la più bassa.
Essendo quella all’85% un po’ superiore avremo, probabilmente, una minor sensibilità alla temperatura.
La molecola dell’acido formico pesa circa una volta e mezzo la media dell’aria, poco più dell’anidride carbonica, in pratica però nel vapore alcune molecole si uniscono a due a due: complesso pesante quasi tre volte più dell’aria.
Per questo motivo ritengo sia opportuno distribuire il gas prima che, infilandosi tra due o tre favi non abbia altra scelta che scendere in verticale fino al fondo.Ritorna
Un contenitore come questo, in materiale resistente come polietilene,aperto solo anteriormente potrebbe andare benissimo
Il filtro di cotone Ho provato sia cotone che materiali sintetici. Il migliore è stato il cotone con una funzione sufficientemente stabile nel tempo. Il problema è che in ambiente acido la cellulosa si depolimerizza ed alcune fibre di cellulosa libere scendono col liquido. Già succede con la soluzione di acido citrico: nel recipiente che raccoglie il liquido si formano delle nuvolette gelatinose. La cosa non sembra disturbare fino al 60% ma con l’85% la gelatina ostruisce l’ago ed il filtro.
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IN PRATICA
Considerando che tutti i filtri preparati funzionano alla stessa maniera, che sarà ben nota, sarà facile, all’inizio, impostarne uno, adeguando i desideri alla temperatura, lasciarlo funzionare in un’arnia vuota un giorno, poi provarlo all’interno di un’arnia popolata durante alcuni minuti, controllare gli intervalli tra due gocce, adeguare la altezza di caduta, quando si cambia la altezza in meno di 2 minuti si può misurare il nuovo flusso. Gli altri saranno impostati alla stessa maniera. Se cambia stabilmente ed in maniera rilevante la temperatura facilmente si potranno adeguare regolando la altezza della caduta.
I filtri vanno inzuppati di acqua ed acido citrico poco prima dell’uso.
Le gocce dovranno cadere, per poter evaporare, su un piccolo vassoio di plastica o di carta alu, sul vassoio mettere un pezzo di juta, è la fibra che, mi sembra, distribuisce meglio per capillarità ed ha i fili lontani per far passare l’aria. Sul punto dove cadono forse è meglio mettere un pezzetto di carta per distribuirlo al tessuto.
La funzione del vassoio è pure quella di distribuire la caduta del gas in maniera uniforme.
Un filtro si prepara in poco più di 10 minuti. Gli ultimi li ho preparati con 18 trefoli del filo di cotone per legare l’arrosto o i salami: a 14 cm e temperatura 18° gradi ha un flusso di 11.5 ml/24h , alcuni giorni fa con 4° gradi 8 ml. Funziona stabilmente da più di due settimane.
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IDEE SBAGLIATE ED ABBANDONATE
a)La prima idea è stata di sfruttare il flusso capillare lungo un filo di cotone chiuso in tubo di stagnola arrotolata che lo guidava con la opportuna pendenza e lunghezza. La cosa potrebbe anche andare ma è sensibilissimo alla pendenza: pochi mm più o meno fanno grandissime differenze, e pertanto non è trasportabile dal tavolo di casa che già, forse, non è in piano perfetto alle arnie con alcuni cm tra un bordo e l’altro.
b)Attaccare il tubo ad un raccordo sotto al contenitore. È difficile attaccarlo in modo sicuro: tutte le colle provate sono alterate dall’acido, il silicone resiste ma non ci si deve fidare: aderisce ma non si attacca. Quando il liquido si consuma il livello e la pressione scendono e di conseguenza il flusso si riduce. Con l’acido è impossibile lavorare bene senza pericolo e poi non si può cambiare facilmente un tubo eventualmente mal funzionante.
c)Regolare il flusso con un morsetto che stringe il filtro. Anche questo può andare ma la risposta non è immediata, va bene fin che si stringe, ma quando si apre la risposta è assai tardiva e non prevedibile.indice

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