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德國(guó)EXNER經(jīng)濟(jì)型濁度測(cè)量在食品飲料行業(yè)中的應(yīng)用
閱讀：1187 發(fā)布時(shí)間：2025-1-4乳品廠和釀酒廠在使用濁度測(cè)量方面處于Linxian地位。質(zhì)量保證、成本和流程優(yōu)化以及資源保護(hù)是這里的首要目標(biāo)。特別是在牛奶、奶油或乳清等中等至高濁度值的介質(zhì)中，或者在釀酒廠酵母管理領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的濁度值，使用背散射原理的濁度測(cè)量構(gòu)成了一種可靠且經(jīng)濟(jì)的測(cè)量方法。為了排除被測(cè)介質(zhì)顏色的影響，通常使用近紅外范圍（NIR）的光源。
在背散射測(cè)量中，測(cè)量從介質(zhì)返回的光強(qiáng)度。發(fā)射器（LED）和接收器（探測(cè)器）位于同一平面上。也就是說(shuō)，光以180度的角度反射。與此相反，基于吸收測(cè)量原理的透射傳感器用于低至中等濁度。在這里，一束光以180度的角度通過(guò)介質(zhì)傳導(dǎo)，并通過(guò)對(duì)面的探測(cè)器確定光的損失。這里的原則是：吸收越高，介質(zhì)的透射率越低。然而，這種測(cè)量方法在高濁度值時(shí)達(dá)到了其物理極限。
對(duì)工廠工程的不斷增加的要求
在濁度以及因此相分離的適當(dāng)轉(zhuǎn)換點(diǎn)，例如，過(guò)去通過(guò)視鏡、時(shí)間控制過(guò)程或通過(guò)電導(dǎo)率測(cè)量來(lái)確定的時(shí)代，現(xiàn)在對(duì)工廠工程的要求不斷增加。
當(dāng)今公司越來(lái)越依賴于光學(xué)測(cè)量技術(shù)。除了減少清潔介質(zhì)的使用，主要目標(biāo)還包括最小化因清潔過(guò)程導(dǎo)致的系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，以及減少水消耗和產(chǎn)生的廢水量。
例如，使用視鏡測(cè)試時(shí)，不可能明確確定水中牛奶的比例。這種估計(jì)始終依賴于個(gè)人的評(píng)估或不斷變化的人群的評(píng)估。通過(guò)時(shí)間控制的過(guò)程來(lái)確定相應(yīng)的切換點(diǎn)也有缺點(diǎn)。通常，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和安全邊際來(lái)確定切換和分配到不同罐或廢水處理方向的時(shí)間。這可能導(dǎo)致產(chǎn)品損失增加，甚至廢水成本增加，因?yàn)闊o(wú)法精確確定最佳切換時(shí)間。使用電導(dǎo)率測(cè)量來(lái)確定切換點(diǎn)時(shí)，必須考慮溫度補(bǔ)償?shù)膯栴}。具體來(lái)說(shuō)，這意味著必須相應(yīng)地考慮溫度對(duì)電導(dǎo)率值的影響。測(cè)量也是電學(xué)派生的，這使得分析有些慢，因此切換點(diǎn)可能會(huì)變化。
使用濁度測(cè)量技術(shù)的要求
由于流程的不斷優(yōu)化，對(duì)所使用的測(cè)量?jī)x器的要求也在不斷提高。對(duì)介質(zhì)成分的準(zhǔn)確區(qū)分和測(cè)量值的可重復(fù)性的要求因此更高。同時(shí)，必須盡可能降低或排除干擾因素，如介質(zhì)中的氣泡、傳感器孔徑上的沉積物或由于機(jī)械磨損導(dǎo)致的問題。
關(guān)于管道插入，各種工藝集成至關(guān)重要。這些集成方式從夾緊連接到使用金屬密封輪廓的無(wú)彈性體插入不等。除了將濁度測(cè)量技術(shù)衛(wèi)生地連接到工藝流程中，能夠清潔與介質(zhì)接觸的部件也扮演著重要角色。這里不僅要注意避免死角，還要注意適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼Ｊ褂?/span>CIP/SIP（清潔/滅菌）流程清潔和消毒所有與介質(zhì)接觸的部件是理所當(dāng)然的。但在食品飲料行業(yè)中，不僅僅是與介質(zhì)接觸的部件的清潔起著重要作用，根據(jù)應(yīng)用的不同，外部除塵也是至關(guān)重要的。因此，使用的測(cè)量技術(shù)也必須具有適當(dāng)?shù)?/span>IP保護(hù)等級(jí)。
從用戶的角度來(lái)看，簡(jiǎn)單的連接和安裝在選擇適當(dāng)?shù)臐岫葴y(cè)量技術(shù)時(shí)也起著重要作用。此外，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單，以及快速可靠的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和校準(zhǔn)使用的濁度傳感器的能力也非常重要。
NIR背散射傳感器與創(chuàng)新的測(cè)量光學(xué)技術(shù)相結(jié)合，為經(jīng)濟(jì)性濁度測(cè)量提供了解決方案。Exner開發(fā)了一種背散射傳感器，通過(guò)創(chuàng)新的光學(xué)組件設(shè)計(jì)有效排除了現(xiàn)有系統(tǒng)的缺陷。使用波長(zhǎng)為880納米的近紅外（NIR）范圍內(nèi)的長(zhǎng)壽命LED，實(shí)現(xiàn)了顏色中性的測(cè)量。測(cè)量光學(xué)中的Patented球面透鏡也結(jié)合了多個(gè)優(yōu)勢(shì)。由于特殊的透鏡形狀，測(cè)量是在與介質(zhì)的界面處進(jìn)行的，通過(guò)吸收和反射的結(jié)合排除了高濁度值下的測(cè)量誤差。球面形狀還防止了界面處的強(qiáng)烈湍流。結(jié)果是高測(cè)量精度和可重復(fù)性。與平面孔徑不同，氣泡也不可能聚集在球面透鏡上，從而扭曲測(cè)量結(jié)果。由堅(jiān)固的藍(lán)寶石制成的透鏡對(duì)磨損不敏感，并直接位于被測(cè)量的介質(zhì)中，確保了透鏡連續(xù)清潔。
通過(guò)觸摸屏進(jìn)行簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)操作，適用于CIP/SIP流程，以及使用NIST可追溯的參考標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和校準(zhǔn)傳感器，都是所描的背散射傳感器的理所當(dāng)然的功能。
在食品飲料行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域中，與主要用于低至中等濁度的吸收測(cè)量不同，背散射原理的測(cè)量特別適合于確定中等至高濁度值。這些值在牛奶加工中，例如在奶油、乳清或酸奶中，以及在釀酒廠的酵母培養(yǎng)和酵母回收領(lǐng)域中都有發(fā)現(xiàn)。在蛋黃醬生產(chǎn)、果汁濃縮處理或確定非常渾濁的破碎葡萄渣的濃度中也可以找到更多的應(yīng)用。
濁度測(cè)量傳感器在各種工藝步驟中都有應(yīng)用，包括通過(guò)確定其入口和/或出口處的濁度來(lái)控制分離器，監(jiān)控或在沖洗罐和管道過(guò)程中清潔，檢測(cè)過(guò)濾器破裂，監(jiān)控相分離或顏色無(wú)關(guān)的濃度測(cè)量等。
成本降低以及資源和產(chǎn)品產(chǎn)量的改善
總之，可以聲明，使用適當(dāng)?shù)臐岫葴y(cè)量技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)成本和流程優(yōu)化，而且還與相應(yīng)的資源保護(hù)相關(guān)。這在降低廢水成本方面是顯而易見的，因?yàn)閺U水負(fù)擔(dān)較低，同時(shí)也通過(guò)優(yōu)化清潔過(guò)程和最小化清潔劑的使用而不影響產(chǎn)品質(zhì)量，減少了新鮮水消耗和工廠停機(jī)時(shí)間。同時(shí)，可以增加產(chǎn)品產(chǎn)量并減少產(chǎn)品損失。（更多信息，請(qǐng)洽杭州雷邁科技有限公司）