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Introducción

La medición del color se basa originalmente en la comparación con los estándares de color existentes, como ejemplos reales, tablas, etc. El ojo humano es un indicador muy individual de color, por ejemplo para determinar si algo es verde o sigue siendo amarillento. Una distinción reproducible de colores es imposible si no se mide bajo condiciones definidas. El rango de longitud de onda visible es de alrededor de 380 a 740 nm, mientras que los rayos UV y NIR no pueden ser vistos por los ojos humanos.

Hay varias definiciones de color, como RGB (coloración aditiva) o CMYK (coloración sustractiva). Además del color en sí, hay parámetros que describen las diferencias: luminosidad, saturación y brillo.

Por ejemplo, para las señales de seguridad y de tráfico, la norma DIN EN ISO 7010 define los colores que deben utilizarse. Hay muchas normas con definiciones de color para casi cualquier producto. Sin embargo, si en la industria dos productos deben ser comparados para tener el 100% del mismo color, es obvio que se necesita una técnica de medición de precisión para comprobar si los colores son reproducibles. El control de calidad es un caso de uso importante para la medición del color.

Si se inicia un paso de limpieza (CIP), un sensor de color puede identificar rápidamente si la muestra de color aún está presente en la línea de producción, o si las tuberías y los recipientes están limpios. La diferenciación de productos es otro ejemplo:

Figuras 1 y 2: Diferenciación de producto por medición de color y control de concentración

Selección del sistema de medición de color adecuado

Si se conoce el comportamiento de la muestra, el usuario selecciona la longitud de onda para configurar el sensor de color. Si no está claro qué longitud de onda seleccionar, el usuario debe realizar un escaneo de longitud de onda VIS con un espectrofotómetro de laboratorio. De los espectros uno puede seleccionar la mejor longitud de onda para diferenciar la muestra de otras partes. Los sensores de color de optek pueden ser equipados con longitudes de onda específicas como se muestra en la siguiente tabla:

Figura 3: Sensores de color optek VIS, longitudes de onda disponibles

Escalas de color y definiciones

Escala de color de Saybolt

Para determinar si el combustible, por ejemplo, queroseno, gasolina, diesel, está contaminado o se ha degradado durante el tiempo de almacenamiento, se puede realizar una prueba de medición de color específica utilizando la escala de color Saybolt (ASTM D156, ASTM D6045). Ambos métodos ASTM son métodos fuera de línea. El rango de la escala de color de Saybolt es de +30 (agua clara / blanco) a -16 (amarillo oscuro). La norma ASTM D 1500 también describe las pruebas de color de los productos petrolíferos.

Escala APHA (American Public Health Association)

Para evaluar los niveles de contaminación en las aguas residuales y para el control del agua potable, se utiliza una escala de color específica, llamada escala Pt/Co, escala APHA-Hazen o escala APHA. Generalmente se describe en ASTM D 1209 para la comparación de la intensidad del color de la muestra amarilla. El rango de la escala de color de APHA es de 0 a 500 en ppm (partes por millón) de cobalto de platino a agua destilada, que es el punto cero (también llamado agua blanca). La prueba de color APHA se realiza en la industria química, farmacéutica, petrolera y de plásticos, así como en la producción de bebidas.

Color Gardner

Esta escala de color que describe el amarilleamiento de los líquidos transparentes es del 1 al 18, donde 1 es amarillo claro y 18 es marrón oscuro. Originalmente fue diseñado para probar resinas, ácidos grasos, barnices y aceites de secado usando estándares de color líquido. La norma ASTM D 1544 describe los filtros de vidrio para compararlos con los líquidos de color amarillo y la norma ASTM D6045 define la correlación con la escala de colores de Gardner. La relación con CIE llevó finalmente a la norma ASTM D1544, un método de prueba estándar para el color de líquidos transparentes (Escala de color Gardner). El método del espectrofotómetro que utiliza una longitud de trayecto de 10 mm para la medición de la transmisión se describe en ASTM D6166, un método de prueba estándar para el color de las tiendas navales y productos relacionados.

Espacio de color CIELAB (Commission Internationale d`Eclairage, CIE)

El espacio de color L*a*b* (CIELAB, CIEL*a*b*, Lab colors) describe todos los colores visibles, utilizando un espacio tridimensional, donde la luminosidad L* se coloca verticalmente sobre la capa de color (a*, b*). Esta escala de colores se describe en EN ISO 11664-4 "Colorimetría -- Parte 4: CIE 1976 L*a*b* Espacio de color". Las ventajas más importantes son la evaluación del color independiente del dispositivo de prueba, bajo condiciones estándar definidas y reproducibles.

EBC (European Brewery Convention)

Para el control del producto y de la producción, los cerveceros deben medir la intensidad del color y la turbidez (neblina) en unidades EBC, la oscuridad aproximada de una cerveza o mosto, así como cuantificar la turbidez (neblina) de la cerveza. Los métodos del Método de Referencia Estándar (SRM) y del Convenio Europeo de Cervecería (EBC) han sustituido principalmente a la escala "Grados Lovibond" o "°L", siendo los resultados del SRM aproximadamente iguales a °L. El Método de Referencia Estándar describe el uso de un espectrofotómetro o fotómetro que mide la atenuación de la luz a una longitud de onda de 430 nm, (azul).

ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis)

Con el libro de métodos ICUMSA se dan instrucciones detalladas para analizar todo tipo de azúcares, melazas, etc. Para la evaluación del color, la extinción a una longitud de onda de 420 nm se controla con una longitud de paso óptico definida. Azúcar blanco puro absorbe menos luz (valor 45) en comparación con el azúcar moreno en (valor 1000) de alta absorción. Para el cálculo del valor ICUMSA deben probarse parámetros adicionales, como la densidad y el índice de refracción.

• E(420): extinción medida a 420 nm
• d: longitud del camino óptico (cm)
• D: densidad
• Bx: índice de refracción (p. ej. BRIX)

Gamas de colores VIS

Figura 4: Gamas de longitud de onda individuales para color VIS.

Figura 5: Ejemplo de una mezcla de bebidas en la gama UV-VIS.