NIR – Mikrobølge – Ultrasonisk – Refraktometer

NIR-spektroskopi (Near Infrared)

NIR-spektroskopi er en del av prosessanalytisk teknologi (PAT) og brukes til å måle alt fra fuktighet til sammensetning av hydrokarboner i ulike industrier som næringsmiddel, farmasøytisk og olje- og gassindustrien. NIR-teknologi er rask (resultater på under 1 sek.), trygg og kan måle organiske forbindelser nøyaktig. Derfor er den meget bra egnet til sanntidsanalyse i forskjellige prosesser. Målinger kan gjøres inline, dvs. i direkte kontakt med produktet i et rør, eller online uten kontakt, for eksempel på et transportbånd. Eksempel på bruk av online NIR-måling er fettoptimalisering i kjøttdeigproduksjon. NIR-spektro-instrumentet måler fettinnhold kontinuerlig og hjelper operatøren å justere oppskrifter for å oppnå ønsket kvalitet. NIR-spektroskopi bruker lysbølger i området 760-2500 nm til ikke-destruktive målinger, basert på molekylære vibrasjoner. Dataene fra NIR-målinger behandles med avanserte matematiske modeller for nøyaktige resultater. Ulempen med NIR er at den bare måler sammensetningen på overflaten og ikke trenger inn i materialet.

Mikrobølge

I motsetning til NIR sender mikrobølgesensorer mikrobølger dypt inn i mediet og gir et komplett bilde istedenfor bare snapshot. På sin vei fra senderen over målemediet til mottakssensoren under mediet treffer mikrobølgene på vannmolekyler som har en veldig høy dielektrisk ledningsevne. Mikrobølgene blir derfor bremset og svakere, noe mottakssensoren registrerer og sammenligner med referanseverdier. Dette overvåkes normalt av separate vekter eller nivåmålere. Mikrobøleanalyseinstrumenter er svært nøyaktige og påvirkes ikke av endringer i støv, lys eller materialets farge. De tåler materialkontakt siden de ikke bruker ømfintlige linser. Motstandsdyktigheten mot slitasje, sammen med muligheten for å utføre ikke-destruktive inline-målinger, reduserer vedlikeholdskostnadene. Ulempene med mikrobølgesensorer er at de må være i kontakt med materialet og trenger en kontinuerlig og jevn mediestrøm. Men ved hjelp av tilknyttede analysesystemer brukes mikrobølgeteknologien f.eks. til kontinuerlig måling av fettprosent, vann og protein i kvernet kjøtt.

Ultrasonisk – Ultralyd

Ultralydmålemetoden brukes til å bestemme konsentrasjonen av et stoff i en væske ved å sende en lydpuls gjennom væsken. Sensoren er bygd som en totindet gaffel, hvor avstanden mellom ultralydsenderen og mottakeren er konstant. Treffer lydimpulsene på molekyler tettere enn vann, bremses de med fast definert kraft som avhenger av komponentene og temperaturen. På denne måten kan lydhastigheten måles raskt og nøyaktig. Ultralydmetoden har mange fordeler sammenlignet med f.eks. en Coriolis-flowmåler, et oscillerende u-rør densitometer eller konduktivitetsmåler. Ultralysensoren måler inline i røret og er samtidig vedlikeholdsfri og uten løse deler. Den er svært nøyaktig (±0,05 m/s), tåler trykk fra få mbar til 500 bar og temperaturer mellom -100°C og +200°C.

Refraktometer

En refraktometersensor brukes til kontinuerlig måling av konsentrasjoner i en væskestrøm, som regel i et rør eller en tank. Den måler brytningsindeksen og temperaturen i mediet basert på lysets brytning, dvs. den kritiske brytningsvinkelen. Selve sensordelen inneholder et prisme som skanner prosessløsningen gjennom et gjennomsiktig vindu og setter verdien i forhold til løsningens brytningsindeks. Den målte brytningsindeksen og temperaturen i mediet sendes til en kontrollboks som igjen beregner konsentrasjonen av prosessvæsken med hensyn til forhåndsdefinerte parametere. Output er normalt 4 til 20 mA som er proporsjonalt med konsentrasjonen i prosessløsningen, væsketetthet, Brix eller brytningsindeks. Refraktometere brukes i papir-, næringsmiddel- og drikkevareindustrien samt pharma, hvor de er nyttige verktøy til hurtig justering av konsentrasjoner.