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Analizadores de turbidez del procesado |
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Hay dos tipos básicos de fotómetros utilizados para medir la turbidez del procesado. Aquellos basados en la absorbancia de la luz y los que se basan en la difusión de la luz.
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| Fotómetros de absorción: |
Los fotómetros basados en la absorción por lo general incorporan un haz de luz concentrado y lo proyectan a través del elemento del procesado en funcionamiento de manera muy similar a un espectrómetro de laboratorio. Los fotómetros basados en la escala de absorción del procesado se fijan a una amplitud o ancho de banda específico, en lugar de tener la opción de seleccionar la amplitud de banda.
Los sólidos tridimensionales demostrarán absorbencia en virtualmente todas las frecuencias de luz, sin embargo en amplitudes cortas de infrarrojo o infrarrojo cercano (NIR, por sus siglas en inglés), los sólidos que contribuyen con la turbidez pueden ser aislados de la luz visible, así como otros elementos disueltos.
Este ancho de banda es llamado el rango “Herschel”, en honor a Sir William Frederick Herschel, y se identifica apenas pasando la luz roja en el rango de 700 - 1100 nanómetros. Esta amplitud de banda es única en cuanto a estar virtualmente vacía de cualquier elemento disuelto capaz de absorber luz en estas frecuencias.
La atenuación de la transmitancia de luz NIR se utiliza entonces como un indicador de la concentración del sólido. El porcentaje de transmitancia puede ser trazado en relación a la concentración, sin embargo la relación no es lineal. La absorbencia es entonces definitiva como el logaritmo negativo en base 10 de la transmitancia de la luz. Esta relación es lineal de la manera expresada en la Ley de Lambert-Beer.
En el caso de la concentración de sólidos (turbidez), la Ley Lambert-Beer se cumplirá en la mayoría de las circunstancias, utilizando correctamente los instrumentos. Adicionalmente, las mediciones en el NIR bajo no son comúnmente influenciadas por la temperatura, haciendo al método relativamente simple y directo.
Lo fotómetros basados en absorción se utilizan comúnmente para más altas concentraciones de turbidez en procesados excediendo los 0,5 gramos por litro. Se configura entonces la longitud del recorrido óptico para trabajar dentro del rango lineal efectivo del instrumento.
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| Fotómetros de difusión: |
Los fotómetros de luz difusa vienen en una amplia variedad de configuraciones y se utilizan en una variedad aun más amplia de aplicaciones. El término luz difusa como conjunto incluye a cómo las ondas de luz se difuminan con las partículas del medio, así como al reflejo en las partículas del medio.
Estos tipos de medición no están limitados a la instrumentación en línea, ni a que las partículas estén en un medio líquido. Sin embargo en términos de la turbidez del procesado, como se la trata aquí, hay cuatro tipos principales de fotómetros de luz difusa utilizados para evaluar la turbidez en medios líquidos.
Los sistemas de difusión reflexiva tradicionalmente ofrecen un espectro de aplicaciones atractivamente amplio, pero requieren una complejidad desproporcionada de la unidad de procesamiento de evaluación ya que estos sistemas usan la parte de baja intensidad de la luz difusa.
Los métodos de difusión lateral han sido tradicionalmente utilizados para evaluar la claridad del producto terminado y pueden ser muy eficaces al hacerlo, si la filtración adecuada ha sido alcanzada, se suprime la luz parásita y no hay partículas anormales presentes. La mayoría de las unidades de medida de turbidez que se usan hoy se basan en técnicas de medición de difusión lateral a 90º. Este método está ampliamente difundido en varias industrias distintas.
Los sistemas de angulación de difusión frontal son los métodos preferidos para el control real de procesamiento ya que ofrecen la mayor sensibilidad al tamaño de partículas, y esto es necesario para monitorear de manera eficaz cualquier proceso de separación o filtrado, o para detectar condiciones de turbidez anormales. Los resultados de mediciones de difusión frontal también se correlacionan muy bien con la concentración real de partículas, haciendo la cuantificación del material que causa turbidez sencilla y sin complicaciones.
En algunos casos son útiles y necesarios varios ángulos de detección (de difusión frontal y lateral) para un estudio completo de la turbidez del producto, particularmente cuando el objetivo es la calidad del producto final. Los fotómetros de luz difusa de escala de procesamiento se utilizan típicamente para evaluaciones más precisas de niveles bajos de turbidez, debajo de los 0,5 gramos por litro, ya sea para control de procesamiento, detección de turbidez o control de calidad.
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| Resumen |
La difusión reflexiva se define como inferior a 90°, hacia la fuente de luz
La difusión frontal se define como inferior a 90° desde, o en la misma dirección general que la fuente de luz
Los sistemas reflexivos varían considerablemente dependiendo del fabricante, su diseño instrumental individual, y la finalidad deseada
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Unidades de medida de turbidez |
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