Turbidimetri / senzori za mutnoću

Što je mutnoća?

Mutnoća je optička karakteristika koja se odnosi na stupanj bistrine tekućine. Mutnoću vode uzrokuju individualne suspendirane tekućine ili koloidne tvari koja raspršuju ili ometaju transmitaciju svjetla: što je viša koncentracija suspendiranih čestica / koloidnih tvari, to je viša mutnoća. Takve su čestice obično premale da se vide ljudskim okom; stoga se mjerenje mutnoće treba provesti turbidimetrom ili analizatorom mutnoće. Najbolji način za kontrolu postupaka koji zahtijevaju pažljivo praćenje mutnoće obavlja se linijskim turbidimetrom. Linijski turbidimetar osigurava kontinuirano mjerenje mutnoće koje se može koristiti za kontrolu postupka. Primjeri mutnih tekućina iz svakodnevnog života uključuju sljedeće:

• mlijeko – sadrži emulgirane proteine/kapljice ulja u vodi
• otpadne vode – sadrži suspendirane čestice
• pšenično pivo – sadrži ćelije kvasca

Zašto je važno mjerenje mutnoće?

U većini slučajeva senzor za mutnoću koristi se za procjenu kvalitete vode ili učinkovitosti postupka filtracije. Mjerenje mutnoće važan je indikator u mnogim industrijama i primjenama jer ona ne utječe samo na prinos ostvaren putem industrijskog postupka, nego i utvrđuje čimbenike koji štetno utječu na sustav.

Što utječe na mjerenje mutnoće?

Kao što je prethodno navedeno, mjerenje mutnoće određuje stupanj pod kojim suspendirane čestice u tekućem mediju raspršuju svjetlo. Raspršivanje ovisi o sljedećem:

• Koncentracija čestica: veća koncentracija čestica rezultirat će višim stupnjem raspršenog svjetla, i stoga višim očitanjima mutnoće.
• Oblik i veličina čestica: čestice manje od 1/10 valne duljine vidljivog svjetla simetrično raspršuju svjetlo. Veće čestice (obično promjera većeg od valne duljine vidljivog svjetla) raspršuju svjetlo asimetrično. Stoga se za mjerenje mutnoće u obzir treba uzeti kut raspršivanja.
• Valna duljina svjetla: kao što je prethodno navedeno, intenzitet raspršenog svjetla ovisi o veličini čestice. Osim toga, prisutnost boja u tekućini može smanjiti svjetlo koje se mjeri na detektoru. Stoga se za mjerenje mutnoće treba uzeti u obzir korištenje prikladne valne duljine svjetla.

Kao posljedica triju prethodno navedenih točaka, mutnoća se kao karakteristika svojstva uzorka može koristiti samo ako je metoda mjerenja standardizirana. Na primjer, u brojnim primjenama u pivskoj industriji tekućina koja se mjeri žućkaste je boje i sadrži čestice kvasca. Stoga se za provjeru propusnosti filtra količina svjetla raspršenog prema naprijed i bočno mjeri pod kutom od 25^o i 90^o u odnosu na izvor svjetla kako bi se osigurala kvaliteta. Izvori crvenog (650 nm) i plavog (460 nm) svjetla također su specificirani u smjernicama za nadzor mutnoće i boje.

Što su uobičajene smetnje pri mjerenju mutnoće?

Na mjerenje mutnoće negativno može utjecati prisutnost čestica koje apsorbiraju svjetlo ili one sa sposobnošću fluorescencije. Te se smetnje mogu minimizirati korištenjem valnih duljina koje nisu unutar vidljivog svjetla (tj. 860 nm, skoro infracrveno).

Mjehurići zraka mogu ometati mjerenje mutnoće, stoga je važno odabrati mjesto postavljanja uređaja gdje je minimalna prisutnost mjehurića zraka.

Onečišćenje prozorčića također je kritično važno za mjerenje mutnoće. Vrhunska tehnologija i princip udjela mogu kompenzirati izmjene boje uzorka, starenje svjetiljke koja se koristi kao izvor svjetla i onečišćenje optičkog prozorčića.

Što je turbidimetar?

Turbidimetar je senzor za mjerenje mutnoće. Senzori za mutnoću imaju dvije stvari zajedničke:

• Izvor svjetla – tj. diodu koja emitira svjetlo (LED)
• jedan ili više detektora svjetla – obično fotodiode

Koje su uobičajene metode mjerenje turbidimetra na tržištu?

Postoji nekoliko vrsta linijskih senzora za mutnoću / linijskih turbidimetara koji su optimizirani za specificirane raspone mjerenja i različite primjene.

• Svjetlo raspršeno prema naprijed/apsorpcija: Senzori za mutnoću koji koriste ovu tehnologiju (npr. InPro 8300 RAMS serija te InPro 8600i/D1 i /D3 serija tvrtke METTLER TOLEDO) osmišljeni su za primjene s niskim do srednjim razinama mutnoće. Mjerenje boje (žućkastost) također je dostupno putem uređaja InPro 8300 RAMS, tip TCS i COMBINE/ InPro8600i/D3.
• Svjetlo raspršeno prema natrag: Ovi su senzori (npr. InPro 8050, InPro 8100 i InPro 8200 tvrtke METTLER TOLEDO) osmišljeni su za uzorke s velikom koncentracijom čestica do 250 g/l neotopljenih čvrstih tvari. Ovisno o primjeni, senzori tvrtke METTLER TOLEDO dostupni su u kućištu od nehrđajućeg čelika i polisulfona za primjene s lijekovima i otpadnim vodama.

Kako se kalibrira turbidimetar?

Kalibracija turbidimetra može se obaviti na tri načina uz pretvornik. Prva se metoda naziva ručna kalibracija. To je najbrža, ali i najniža razina kalibracije. Korisnik može promijeniti pomak i nagib, a izmjerena vrijednost se izračunava i prikazuje.

Druga vrsta je kalibracija u više točaka. Ovom se vrstom kalibracije postiže najbolja linearnost za postupak koji se mjeri. Mogu se provesti dvije, tri, četiri i pet točaka kalibracije – obično van linije, sa senzorom koji nije postavljen.

Treća je vrsta postupka ili in-situ kalibracija. Ovo je linijska kalibracija gdje rukovatelj otvara izbornik postupka kalibracije na pretvorniku i sprema trenutačno očitanje mutnoće. Rukovatelj zatim uzima uzorak tekućine iz postupka kako bi se izmjerio laboratorijskim instrumentom kako bi se dobilo referentno mjerenje mutnoće. Ovisno o linijskom turbidimetru i pretvorniku, in-situ kalibracije u više točaka moguće su (npr. METTLER TOLEDO M800 pretvornik i senzor za mutnoću pri svjetlu koja se raspršuje prema natrag).

METTLER TOLEDO analizatori mutnoće / linijski senzori za mutnoću mogu se koristiti u brojnim industrijama kao što su sljedeće:

• biotehnologija
• farmaceutska industrija
• kemijska obrada
• petrokemija
• prehrambeni proizvodi i pića
• pivovare

Kako odabrati pravi senzor za mutnoću?

Senzor za mutnoću treba odabrati u skladu s potrebnim rasponom mjerenje te primjeni. Tvrtka METTLER TOLEDO nudi nekoliko raznolikih senzora za mutnoću koji ispunjavaju zahtjeve brojnih različitih primjena, kao što su:

• fermentacija
• rast biomase (optička gustoća)
• kristalizacija
• fazno razdvajanje
• voda u ulju
• propusnost filtra
• aktivirani mulj
• naknadna filtracija piva i mjerenje žućkastosti
• otpadne vode

Za pojedinosti se obratite lokalnom predstavniku tvrtke METTLER TOLEDO.