Exigences pour les mesures de l'indice de réfraction

Les systèmes modernes de mesure de l’indice de réfraction répondent à des exigences spécifiques permettant l’identification des substances en temps réel, de manière fiable et durable, ainsi que la détermination de facteurs critiques tels que la concentration et la pureté des solutions tout au long du processus de production. Ils répondent aux cinq exigences les plus importantes pour le contrôle et la surveillance des processus, ainsi qu'aux dernières exigences en matière de maintenance et d'hygiène.

L’indice de réfraction d’un milieu optique transparent est le facteur par lequel la vitesse de phase est réduite par rapport à la vitesse de la lumière dans le vide, lorsque le milieu optique a interagi avec le rayonnement électromagnétique. Pour les matériaux transparents, l'indice de réfraction est une quantité sans dimension supérieure à 1. L'indice de réfraction est mesuré pour diverses raisons. C'est un paramètre pertinent lorsque vous souhaitez des informations sur la clarté des matériaux, par exemple des verres. De plus, la pureté des produits chimiques et des ingrédients pharmaceutiques peut être déterminée.

Dans les fluides tels que les boissons ou les aliments, l'indice de réfraction est une mesure des particules dissoutes ou submicroniques. L'échelle Brix relie l'indice de réfraction à la concentration en sucre. Et c'est ainsi que la concentration en sucre peut être contrôlée et surveillée tout au long du processus, en mesurant en continu l'indice de réfraction. Les applications industrielles courantes incluent les jus de fruits et de légumes, les concentrés et les purées, les confitures, les sirops, les compotes et d'autres fluides pâteux ainsi que les micro-émulsions, les liquides biotechnologiques et les matériaux pharmacologiques.

Il existe plusieurs méthodes pour mesurer l'indice de réfraction, par exemple :

• interférométrie,
• la méthode de déviation,
• la méthode de l'angle de Brewster.

Cependant,  pour les réfractomètres de procédé, la méthode de l’angle critique est la plus couramment utilisée Ici, l'échantillon est en contact avec la face du prisme du réfractomètre qui a un indice de réfraction connu. La source de lumière illumine l'interface prisme-échantillon de l'intérieur et le faisceau de sortie est projeté sur l'ensemble de récepteurs photo à l'intérieur du réfractomètre. Une démarcation nette entre une partie fortement éclairée et une partie faiblement illuminée du réseau de photorécepteurs est utilisée pour déterminer l’indice de réfraction et calculer la concentration.

Les réfractomètres en ligne peuvent être utilisés pour l'identification et la détermination continues, extrêmement précises, en temps réel des substances et des facteurs critiques tels que la concentration et la pureté des solutions. La surveillance continue permet d'assurer une qualité de produit uniforme tout en réduisant la production hors spécifications. Ils doivent être robustes et fiables pour fonctionner dans des conditions extrêmes de température, de pression et de vibration. De plus, de nombreuses applications nécessitent des instruments capables de fonctionner de manière fiable dans des environnements chimiques difficiles. En gardant cela à l'esprit, les utilisateurs souhaitent que les réfractomètres en ligne modernes répondent aux exigences suivantes. Ils devraient être sans entretien. Une optique soudée, par opposition aux joints fluides ou aux joints d'étanchéité, est utilisée pour sceller la tête du capteur du fluide mesuré. Aucune vérification ou remplacement des joints, ni de réajustement du réfractomètre à intervalles réguliers. Aucune fuite possible pouvant permettre au milieu de procédé de pénétrer et d’endommager l’appareil. Une optique soudée prolonge considérablement la durée de vie de l’instrument, augmente sa fiabilité et sa sécurité, tout en réduisant les coûts. Ils ne devraient jamais nécessiter d'ajustement. Le capteur idéal est réglé une seule fois en usine, puis fonctionne avec les valeurs de réglage enregistrées pendant toute sa durée de vie. Ils devraient être très précis. Le réfractomètre en ligne parfait fournit des résultats d’indice de réfraction et de concentration comparables à ceux des réfractomètres de laboratoire et gère efficacement des concentrations massiques allant de 0 à 100. Ils doivent être hygiéniques et prêts pour CIP/SIP. Le capteur doit être conforme aux normes d’hygiène actuelles telles que l’EHEDG et doit convenir aux applications hygiéniques, comme la mesure de produits pharmaceutiques, de lait, de solutions sucrées, de sirops, de jus de fruits, d’aliments et de boissons contenant de la pulpe ainsi que d’autres liquides pâteux. De plus, le capteur doit être adapté au nettoyage en place et à la stérilisation en place à des températures allant jusqu’à 145 °C, et doit pouvoir reprendre son fonctionnement conforme aux spécifications seulement quelques minutes après le nettoyage. Ils devraient être intuitifs. Aucune formation spéciale ne devrait être nécessaire pour utiliser le réfractomètre en ligne. L'unité elle-même devrait fournir des diagnostics conviviaux basés sur des catégories de statut standard selon la norme NAMUR NE107, et elle devrait être facilement adaptable pour prendre en charge un nombre quelconque de protocoles de communication et de types d'affichage changeants. Plus d’informations sur les réfractomètres en ligne :