Jako dostawca turbidymetru spotkałem się z licznymi zapytaniami klientów dotyczącymi wpływu różnych czynników na pomiary turbidymetru. Dzisiaj skupię się na jednym ważnym czynniku, który często schodzi na dalszy plan: lepkości próbki.
Zacznijmy od szybkiego przypomnienia, czym jest zmętnienie i lepkość. Zmętnienie mierzy zmętnienie lub zmętnienie płynu spowodowane dużą liczbą pojedynczych cząstek, które są na ogół niewidoczne gołym okiem. Jest to ważny parametr w różnych gałęziach przemysłu, takich jak uzdatnianie wody, produkcja żywności i napojów oraz monitorowanie środowiska. Z drugiej strony lepkość odnosi się do oporu przepływu płynu. Pomyśl o tym, że miód płynie znacznie wolniej niż woda – to dlatego, że miód ma większą lepkość.
Być może zastanawiasz się, w jaki sposób lepkość próbki wpływa na odczyty mętnościomierza? Wszystko sprowadza się do tego, jak cząstki próbki zachowują się w cieczy i jak turbidymetr mierzy rozpraszanie i absorpcję światła przez te cząstki.
Ruch cząstek i osiadanie
W płynie o niskiej lepkości, takim jak woda, cząsteczki mogą poruszać się stosunkowo swobodnie. Kiedy mętnościomierz przepuszcza światło przez próbkę, te swobodnie poruszające się cząstki rozpraszają światło we wszystkich kierunkach, a detektor w mętnościomierzu mierzy to rozproszone światło, aby obliczyć zmętnienie.
Jednak w przypadku płynu o wysokiej lepkości sytuacja jest inna. Gęsta konsystencja płynu ogranicza ruch cząstek. Nie poruszają się tak swobodnie, jak w płynie o niskiej lepkości. Może to prowadzić do nierównomiernego rozmieszczenia cząstek w próbce. Niektóre cząstki mogą zlepiać się ze sobą, a inne mogą szybciej osiadać na dnie komory próbki.
Kiedy cząsteczki zlepiają się, zmienia się ogólny wzór rozpraszania. Mętnościomierz jest skalibrowany do pomiaru rozpraszania w oparciu o założenie, że cząstki są równomiernie rozmieszczone i działają niezależnie. Zbite cząstki mogą w różny sposób rozpraszać światło, co prowadzi do niedokładnych odczytów zmętnienia. Na przykład większe skupiska mogą rozpraszać więcej światła w określonym kierunku, dając fałszywe wrażenie większego zmętnienia.
Dużym problemem jest także osadnictwo. Jeśli cząstki osiadają zbyt szybko w próbce o dużej lepkości, stężenie cząstek w dolnej części komory próbki wzrasta, podczas gdy stężenie w górnej części komory maleje. Ponieważ turbidymetr mierzy rozpraszanie światła w określonym miejscu komory próbki, ten nierówny rozkład może powodować znaczne błędy w pomiarze.
Propagacja światła
Lepkość może również wpływać na sposób przemieszczania się światła przez próbkę. W płynie o dużej lepkości światło może być bardziej absorbowane lub rozpraszane ze względu na gęstszy ośrodek. Sam płyn może stanowić dodatkową przeszkodę dla światła, powodując jego utratę intensywności, zanim dotrze do detektora.
Ta zmiana natężenia światła może zostać błędnie zinterpretowana przez mętnościomierz jako wzrost zmętnienia. Pomiar zmętnienia opiera się na porównaniu światła padającego ze światłem rozproszonym lub przechodzącym. Jeśli na intensywność światła wpływa lepkość płynu, a nie rzeczywista liczba cząstek, odczyt będzie wyłączony.
Efekty ścinania
Kiedy próbka jest wprowadzana do mętnościomierza, często występuje pewna forma mieszania lub przepływu. W płynach o wysokiej lepkości siły ścinające powstające podczas tego procesu są inne niż w płynach o niskiej lepkości. Siły ścinające mogą rozbijać agregaty cząstek, co z kolei zmienia rozkład wielkości cząstek.
Pomiar mętnościomierza jest wrażliwy na wielkość cząstek. Mniejsze cząstki rozpraszają światło inaczej niż większe. Tak więc, jeśli siły ścinające w próbce o dużej lepkości rozbijają duże agregaty cząstek na mniejsze, odczyt zmętnienia może znacząco się zmienić. Jest to kolejny sposób, w jaki lepkość może przeszkodzić w dokładnych pomiarach mętnościomierza.
Postępowanie z lepkimi próbkami
Jako dostawca mętnościomierzy rozumiem, że wielu naszych klientów musi mierzyć mętność lepkich próbek. Co więc można zrobić, aby uzyskać dokładne odczyty?
Po pierwsze, kluczowe jest właściwe przygotowanie próbki. Może to obejmować rozcieńczenie próbki zgodnym płynem o niskiej lepkości. Rozcieńczając próbkę, można zmniejszyć jej lepkość, zachowując jednocześnie reprezentatywne stężenie cząstek. Jednakże ważne jest, aby upewnić się, że rozcieńczenie nie zmienia charakteru cząstek ani nie wprowadza nowych zanieczyszczeń.
Innym podejściem jest użycie mętnościomierza zaprojektowanego specjalnie do próbek lepkich. Niektórzy z naszychAnalizator zmętnieniamodele mają takie cechy, jak większa komora próbki lub ulepszone mechanizmy mieszania, które mogą przezwyciężyć niektóre wyzwania stawiane przez płyny o wysokiej lepkości.
Regularna kalibracja jest również kluczowa. W przypadku próbek lepkich proces kalibracji powinien uwzględniać wpływ lepkości na pomiar. Może to obejmować użycie wzorców kalibracyjnych o lepkości podobnej do lepkości próbek, które będziesz mierzyć.
Rzeczywisty – wpływ na świat
Niedokładny pomiar zmętnienia lepkich próbek może mieć poważne konsekwencje w różnych gałęziach przemysłu. Na przykład w przemyśle spożywczym i napojów zmętnienie wykorzystuje się jako wskaźnik jakości produktu. Jeśli pomiar zmętnienia nie zostanie wykonany ze względu na wysoką lepkość, może to prowadzić do błędnej oceny jakości produktu, co może skutkować wycofaniem produktu z rynku lub niezadowoleniem klienta.
W stacjach uzdatniania wody zmętnienie jest parametrem krytycznym zapewniającym bezpieczeństwo wody pitnej. Niedokładny pomiar w lepkiej próbce ścieków może prowadzić do nieprawidłowych procesów oczyszczania, narażając zdrowie publiczne.
Podsumowanie
Więc masz to. Lepkość próbki może mieć znaczący wpływ na pomiary turbidymetru poprzez różne mechanizmy, takie jak wpływ na ruch cząstek, propagację światła i efekty ścinające. jakodostawca mętnościomierzy, dokładamy wszelkich starań, aby pomóc naszym klientom pokonać te wyzwania. Niezależnie od tego, czy potrzebujeszMiernik mętności wodydo zastosowań podstawowych lubAnalizator czujnika zmętnienia onlinedo ciągłego monitorowania, mamy dla Ciebie rozwiązanie.
Jeśli masz do czynienia z pomiarem zmętnienia lepkich próbek i chcesz mieć pewność dokładnych wyników, nie wahaj się z nami skontaktować. Możemy zapewnić Ci fachowe doradztwo, odpowiedni sprzęt i stałe wsparcie, aby spełnić Twoje specyficzne potrzeby. Współpracujmy, aby Twoje zadania związane z pomiarami zmętnienia były jak najbardziej płynne!
Referencje
- APHA, AWWA, WEF. (2017). Standardowe metody badania wody i ścieków. Wydanie 23.
- Międzynarodowy ASTM. (2019). Standardowa praktyka oznaczania zmętnienia wody. ASTM D1889-19.
- Bartels, M. (2015). Pomiar mętności w przemyśle: zasady i zastosowania. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21, 20 - 26.