La fotometria è un'analisi quantitativa ampiamente utilizzata nei laboratori di ricerca per determinare le quantità di composti inorganici e organici in soluzioni e liquidi.
La fotometria può essere descritta come la misurazione della luce assorbita da un determinato corpo, nell’intervallo dall'ultravioletto (UV) al visibile (VIS) all'infrarosso (IR).
Questa misurazione viene utilizzata per determinare la quantità di sostanze nel settore dell’analisi dei liquidi.
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I fotometri, anche detti spettrofotometri , sono gli strumenti usati per l’analisi dei liquidi. Essi consentono una misurazione della concentrazione accurata e riproducibile determinando l'assorbimento UV, il colore, l'assorbimento NIR, la torbidità e la crescita cellulare. Grazie al loro semplice principio di misurazione, ai tempi di risposta rapidi, ai bassi requisiti di manutenzione e alla bassa sensibilità incrociata con altri parametri di processo, possono essere utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni. Sovente costruiti con design igienico, significa che questi fotometri di processo sono ideali per l'industria alimentare e delle scienze della vita.
Gli spettrofotometri agiscono seguendo due tipologie di misura:
L’assorbimento è definito come la misura dell'attenuazione della luce, relativa all'intensità della luce introdotta nel mezzo attraversato. Tale rapporto può essere descritto così:
A = ε · c · OPL
Dove A è assorbimento, ε è coefficiente di estinzione, C è concentrazione e OPL è la lunghezza del cammino ottico.
In pratica, una sorgente di luce emette radiazioni attraverso il fluido e la radiazione trasmessa è misurata sul lato del rilevatore. Un fotodiodo riconosce l'intensità della luce e la trasforma in una corrente fotoelettrica. L'intensità della luce assorbita è proporzionale alla concentrazione del mezzo da misurare. La conversione finale in unità di assorbimento (AU, OD) viene eseguita dal trasmettitore.
La misura della torbidità si basa sulla diffusione della luce incidente attraverso le particelle del mezzo attraversato, dove per particelle si intendono tutte le parti con un indice di rifrazione diverso da quello del mezzo portante. Quest'ultimo può essere in forma solida, come nel caso di minerali, cellule di lievito o metalli, ma anche sotto forma di sostanze quali colloidi, proteine, oli disciolti in acqua, latte in acqua, bolle di gas o aerosol. Nella misura della torbidità, una sorgente luminosa proietta un fascio di luce nel fluido. Questo fascio viene deviato dalle particelle in sospensione nel fluido attraversato, che ne causano la diffusione. La torbidità può essere determinata misurando, mediante ricevitori, l'intensità della luce diffusa ad un angolo di 11°, 90° o 135°.
Se la torbidità è bassa, è consigliabile effettuare la misura della luce diffusa in avanti (forward scatter) a 11° e della luce riflessa (side scatter) a 90°. Nella misura della luce a 90°, le particelle generano la stessa intensità di diffusione a prescindere dalle loro dimensioni. Nella misura a 11°, invece, la misura della luce diffusa è legata alle dimensioni delle particelle: le cellule piccole generano una scarsa intensità di diffusione, quelle grandi un'alta intensità di diffusione. La misura della luce diffusa in avanti è un ottimo metodo per monitorare la filtrazione: una volta che le particelle grandi entrano nel mezzo, se il filtro fallisce vengono rilevate immediatamente e il valore misurato aumenta rapidamente.
La luce diffusa generata da particelle solide viene misurata a un angolo di 11°.
I liquidi come acqua, bevande, prodotti lattiero-caseari, prodotti chimici e farmaceutici devono essere analizzati costantemente. Endress+Hauser ti aiuta svolgere questa attività di misura con il proprio know-how applicativo e tecnologie all'avanguardia. Nella gamma completa di soluzioni troverai sempre il prodotto più adatto alle tue esigenze di processo.
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Per scegliere il corretto fotometro da processo, è necessario fare riferimento all’applicazione in cui bisogna usare tale strumento. Ecco una panoramica di riferimento per scegliere lo spettrofotometro in base ai principi di misura e alle applicazioni specifiche.
Applicazioni:
Il sensore UV OUSAF44 consente un controllo diretto e in tempo reale del processo e minimizza le imprecisioni di misura e il ricorso a misure di laboratorio dispendiose in termini di costo e tempo. Il sensore fornisce misure di assorbimento UV precise, lineari e riproducibili, pienamente coerenti con i risultati di laboratorio. Elevata precisione e linearità sono assicurate da filtri di misura ottimizzati a lunghezze d'onda comprese tra 254 e 365 nm e da un rilevatore di riferimento per la compensazione dell'invecchiamento della lampada. Il sensore è stato progettato per l'installazione in linea con un'armatura di flusso. Il suo principio operativo, il basso volume di ritenzione dell'armatura, la grande varietà delle connessioni al processo e i materiali utilizzati ne consentono l'impiego nella maggior parte dei processi con requisiti di igiene e sterilità. La custodia della lampada (opzionale), incapsulata a pressione, ne consente l'installazione in aree pericolose.
Applicazioni:
OUSAF12 è un sensore ottico per determinare l'assorbimento VIS/NIR nei liquidi. Serve per il rilevamento in linea dei solidi sospesi, consentendo un controllo attento della consistenza e della qualità dei prodotti. Nei processi che prevedono due o più fasi del prodotto, ad esempio nel settore alimentare o quello dell'Oil & Gas, il sensore OUSAF12 rileva in maniera affidabile le interfasi del prodotto.
Ciò consente un controllo più rapido e diretto del processo, previene eventuali perdite di prodotto e permette di contenere i costi.
La misura delle particelle e della torbidità sono parametri importanti per il controllo dei processi in molti settori. OUSAF12 è adatto a tutti i tipi di ambiente, dalle aree pericolose (ATEX, FM) ai processi igienici.
Ciò lo rende ideale per applicazioni in molteplici settori: Life Science, chimico, alimentare e delle bevande, Oil & Gas e industria cartaria.
Applicazioni:
Il sensore OUSAF11 misura l'assorbimento NIR direttamente durante le fasi del processo. Riconosce immediatamente se la fase di pulizia del piping di impianto è stata completata o se è stato cambiato il dosaggio del prodotto. Inoltre, controlla il contenuto di prodotto nelle acque reflue. In tal modo, permette di raggiungere un controllo ottimale dei processi e ottenere una buona resa del prodotto, un dosaggio corretto del detergente e un trattamento efficace delle acque reflue.
OUSAF11 può essere facilmente installato in linea o ad immersione in serbatoi aperti e bacini. Il suo design igienico, privo di parti in vetro esclude qualsiasi possibilità di contaminazione del prodotto.
Inoltre, il sensore è adatto per la misura dei solidi sospesi nel settore primaries e dei metalli in quanto è in grado di resistere ad alte temperature e a fluidi aggressivi.
Applicazioni:
Il sensore OUSBT66 misura l'assorbimento del campione analizzato a una determinata lunghezza d'onda nella regione infrarossa dello spettro luminoso. Poiché questa lunghezza d'onda copre lo spettro al di fuori della regione visibile, l'influenza del colore nel mezzo analizzato è trascurabile. Per misurare e monitorare la crescita cellulare, nel trattamento delle biomasse, delle alghe e nei processi di cristallizzazione occorre basarsi sulla torbidità. Questo strumento si rivela particolarmente adatto per valori di torbidità elevati.
Il design del sensore, 12 mm, ne consente una perfetta applicabilità in ogni fermentatore e bioreattore, rendendo possibile l'utilizzo del sensore nelle installazioni igieniche e nelle armature retrattili. Ciò consente di scegliere tra una vasta gamma di connessioni di processo e di eseguire la pulizia automatica del sensore in condizioni igieniche.
Applicazioni:
Il colore è un indicatore di qualità di un prodotto. Il sensore per la misura di colore e assorbimento OUSAF22 misura le variazioni di colore minime per determinare la concentrazione e la qualità del vostro prodotto. Grazie alla sua straordinaria precisione, è in grado di soddisfare i più severi standard di settore.
Il sensore fornisce velocemente i valori in base a tutte le scale di colore standard, quali APHA/Hazen, EBC, ASTM ecc. Ciò vi consente di capire immediatamente se la vostra birra o il vostro vaccino sono puri, se il vostro prodotto sintetico ha un colore dorato che non dovrebbe avere o se l'acqua distillata è sufficientemente chiara.
Grazie alla misura in linea del colore eseguita da OUSAF22, si evita la necessità di complicati e costosi campionamenti: nessun costo lavoro, nessun errore di diluizione in laboratorio – solo valori immediati e diretti.
OUSAF22 è adatto a tutti i tipi di ambiente, dalle aree pericolose (ATEX, FM) ai processi igienici. Questo lo rende ideale per l'impiego in svariati settori, quali Life Science, chimico, alimentare e delle bevande, Oil & Gas e settore delle acque.
Applicazioni:
Il fotometro da processo OUSTF10 a luce diffusa fornisce misure altamente sensibili di solidi sospesi, emulsioni e fluidi immiscibili. È adatto a tutti i tipi di ambienti, dalle aree pericolose ai processi igienici.
OUSTF10 fornisce una misura accurata direttamente in linea e questo consente di sapere subito se, ad esempio, la birra è sufficientemente chiara o se la condensa dello scambiatore di calore è veramente pura. Grazie a OUSTF10 è possibile sapere se i prodotti chimici sono insolitamente torbidi o se i filtri sono intasati, sporchi o, addirittura peggio, vicini alla rottura.
Una misura accurata consente di aver maggior controllo sulle condizioni di processo a beneficio di una migliore qualità del prodotto.
Liquiline CM44P ti offre la possibilità di combinare i fotometri da processo e i sensori Memosens. Agevola l'installazione di punti di misura completi per processi di monitoraggio quali cromatografia, fermentazione, separazione di fase e filtrazione.
Il trasmettitore consente di risparmiare tempo e denaro garantendo una facile integrazione di sistema, semplicità operatività e ridotta necessità di parti di ricambio. Liquiline CM44P offre tutti i vantaggi della piattaforma Liquiline per i fotometri da processo. Approfondisci la soluzione all’articolo “Liquiline: un’unica piattaforma per l’analisi dei liquidi”.
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