Turbiditetsmålere og sensorer

Turbiditet er en optisk egenskap som beskriver klarheten til en væske. Turbiditetsnivåer kan måles med en turbiditetsmåler. Turbiditet i vann forårsakes av individuelle suspenderte partikler eller kolloidalt materiale som sprer eller hindrer lystransmisjon: jo høyere konsentrasjon av suspenderte partikler / kolloidalt materiale, jo høyere turbiditet. Slike partikler er vanligvis for små til å se med det blotte øye, og turbiditetsmåling må derfor utføres med en turbiditetsmåler eller en turbiditetsanalysator. Den beste måten på å kontrollere prosesser som krever nøye overvåking av turbiditet, er med en inline-turbiditetsmåler. En inline-turbiditetsmåler gir kontinuerlig måling av turbiditet, som kan brukes til prosesskontrollformål. Vanlige eksempler på turbide væsker er:

• Melk – inneholder protein/oljedråper emulgert i vann
  
• Avløpsvann – inneholder suspenderte partikler
• Hveteøl – inneholder gjærceller

En turbiditetsmåler, også kalt en turbiditetsanalysator, er et system for å måle konsentrasjonen av suspenderte partikler i en prosess. En turbiditetsmåler består vanligvis av 3 hoveddeler: en turbiditetssensor, en turbiditetssender og en prosesstilkobling. 

Turbiditetsmåling, ved bruk av en turbiditetsanalysator, fastslår i hvilken grad suspenderte partikler i et flytende medium sprer lys. Spredningen påvirkes av:

• Partikkelkonsentrasjon: Høyere partikkelkonsentrasjoner fører til større lysspredning og dermed høyere avlesninger på turbiditetsmåleren.
  
• Partikkelform og -størrelse: Partikler som er mindre enn 1/10 av bølgelengden til synlig lys, gir en symmetrisk spredning av lyset. Større partikler (vanligvis med en diameter større enn bølgelengden til synlig lys) gir en asymmetrisk spredning av lyset. Ved måling av turbiditet må derfor spredningsvinkelen tas hensyn til.
  
• Lysets bølgelengde: Som nevnt ovenfor, er intensiteten av det spredte lyset avhengig av partikkelstørrelsen. I tillegg kan tilstedeværelsen av en farge i væsken redusere mengden lys som måles ved detektoren. Derfor må man vurdere å bruke en passende bølgelengde av lys ved turbiditetsmåling.
  

Som en konsekvens av de tre punktene ovenfor er det kun mulig å bruke turbiditet som en karakteristisk egenskap til en prøve dersom målemetoden er standardisert. I mange bryggeriprosesser har for eksempel væsken som skal måles en gulaktig farge og inneholder gjærpartikler. For å undersøke filtergjennomtrengning måles derfor mengden lys som spres i 25 og 90 graders vinkel i forhold til lyskilden for kvalitetssikringsformål. Røde (650 nm) og blå (460 nm) lyskilder er også spesifisert i retningslinjene for turbiditets- og fargeovervåking.