Refractometrie biedt voor verschillende processtappen enorme voordelen

Er zijn heel veel methodes op de markt om inline of online de concentratie van een vloeistof te meten. Niet alle methodes zijn voor elke toepassing even geschikt. Een aantal ervan zijn bijvoorbeeld gevoelig voor temperatuur, drukschommelingen of het rondpompen van vloeistoffen. Refractometrie heeft deze nadelen niet waardoor het voor diverse processtappen enorme voordelen kan bieden. Kevin Boels en Feb Theys van Elscolab gaan dieper in op deze meetmethode.

“Refractometrie is een optische meettechniek waarbij de brekingsindex van licht in een vloeistof wordt gemeten”, begint Kevin Boels, sales engineer bij Elscolab. “Met een led schijnen we richting het medium waardoor het licht zal afbuigen. De brekingshoek is afhankelijk van de concentratie opgeloste stof. Daardoor is het mogelijk om exact en realtime de concentratie aan opgeloste stof te bepalen. Een van de bekendste toepassingen is Brix, de standaardeenheid waarin suikerconcentratie in vloeistoffen worden uitgedrukt. Refractometrie is daarom in de voedingsindustrie al goed ingeburgerd, maar ook in andere sectoren zoals de chemie, farma, olie en gas biedt deze meettechniek veel voordelen vergeleken met andere metingen.”

Ongevoelig voor debietschommelingen en turbulenties

Collega Feb Theys, eveneens sales engineer bij Elscolab vult aan. “Veel technieken om concentraties te meten hebben beperkingen. Zo zijn in industriële processen de debieten niet altijd constant waardoor meettechnieken zoals coriolis-debietmeters en u-buizen niet altijd de correcte dichtheidsbepaling tonen. Ze zijn namelijk gevoelig voor debietschommelingen en turbulenties. Refractometers zijn hier ongevoelig voor.” Ook temperatuurschommelingen, verandering in druk en resonantie kunnen de meet­resultaten beïnvloeden. Boels: “Bij refractometers worden temperatuursveranderingen meteen gecompenseerd terwijl de inline refractometers van VAISALA/K-Patents waarmee wij werken door middel van speciale CORE-optics (Compact Optical Rigid Element) drukvariaties en trillingen opvangen.” Ook luchtbellen of vaste deeltjes vormen geen probleem. “Alleen een opgeloste stof bepaalt de brekingsindex waardoor zowel een kleine als grote hoeveelheid luchtbellen of vaste deeltjes voor de refractometer geen rol spelen. De meting blijft betrouwbaar.”

Terugverdientijd

“Refractometers verdienen zichzelf snel terug”, stelt Theys: “Ze kunnen inline worden geïnstalleerd in bijvoorbeeld een procesleiding. Metingen gebeuren daardoor ter plekke in het proces zelf waardoor geen monstername, verdunning of filtratie nodig is terwijl de resultaten meteen realtime beschikbaar zijn. Bovendien zijn refractometers nagenoeg onderhoudsvrij en zijn ze bestand tegen SIP- en CIP-reiniging zodat je na de installatie er geen omkijken meer naar hebt. Dit kan een bedrijf veel tijd en geld besparen. Denk bijvoorbeeld ook aan de monitoring tijdens de CIP-cyclus waardoor je verspilling van zuur, loog en water kan voorkomen.”

Toepassingen

Refractometrie is in diverse sectoren erg geschikt. In de voedingsindustrie is de meettechniek het bekendst, bijvoorbeeld om de suikerconcentratie te meten bij sinaasappel- en andere vruchtensappen, maar ook bij de bereiding van snoep, producten op basis van tomaten, gelei en andere producten met combinaties van fruit, smaakstoffen, pectine, zuur, suiker of zetmeelzoetstoffen. In de olie- en gassector is de refractometer geschikt voor zowel upstream, midstream als downstream-activiteiten. Denk bijvoorbeeld aan het bepalen van het aromaatgehalte van koolwaterstofstromen, het bepalen van de hoeveelheid zwavelzuur bij de terugwinning van gebruikt zuur, glycoldehydratie, H2S-verwijdering enzovoort. In de chemische industrie is vaak het bepalen van concentraties aan bepaalde chemische oplossingen nodig om processen te optimaliseren waardoor de refractometer een uiterst geschikt instrument is. 

Boels: “In de farmacie, medische sector en biotechnologie is refractometrie eveneens een waardevolle analysetechniek, niet alleen in continue processen om de kwaliteit permanent te bewaken. Ook in batchprocessen biedt de analyzer belangrijke informatie over reacties en processtappen. Een aantal toepassingen zijn evaporatie, fermentatie, filtratie, het mengen, verdunnen en blenden van oplossingen,
coagulatie, kwaliteitscontrole, enzovoort. Kortom, de refractometer is breed inzetbaar in diverse sectoren en voor diverse toepassingen.” Theys besluit: “Elscolab werkt samen met een partner met jarenlange ervaring in de refractometrie waardoor kwaliteit en betrouwbaarheid is gegarandeerd.”