Refractómetro de proceso en línea

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Los refractómetros de proceso en línea son un tipo de refractómetro diseñado para la medición continua de un fluido que fluye a través de una tubería o dentro de un tanque. Patentados por primera vez por Carl A. Vossberg Jr. US2807976A - Refractómetro US2549402A, estos refractómetros generalmente consisten en un sensor , colocado en línea con el flujo de fluido, acoplado a una caja de control. La caja de control generalmente proporciona una lectura digital , así como salidas analógicas de 4-20 mA y salidas de relé para controlar bombas y válvulas . En lugar de colocar el sensor en línea del proceso, se puede colocar en una derivación, unida por un tubo delgado.

Esta medición ha sido un elemento importante en el control de procesos de las industrias química y de refinación, de pulpa y papel, alimentaria, azucarera y farmacéutica durante más de un siglo. Por ejemplo, la medición de la concentración en línea se puede utilizar como una herramienta predictiva en tiempo real para la concentración final . Se necesita una respuesta rápida y precisa para optimizar la producción. La reducción de costos es posible al reducir la variación de la media de la concentración del producto. El ahorro de costos está relacionado con el valor del componente que se mide.

Un sensor refractómetro de proceso en línea digital mide el índice de refracción y la temperatura del medio de procesamiento . La medición se basa en la refracción de la luz en el medio de proceso, es decir, el ángulo crítico de refracción utilizando una fuente de luz. El índice de refracción y la temperatura medidos del medio de proceso se envían a la caja de control. Calcula la concentración del líquido de proceso en función del índice de refracción y la temperatura, teniendo en cuenta las condiciones de proceso predefinidas. La salida es típicamente una salida de CC de 4 a 20 mA o, cada vez más, una señal Ethernet proporcional a la concentración de la solución de proceso, la densidad del líquido, el grado Brix u otra escala que se haya seleccionado para el instrumento. ^[1]

El refractómetro de proceso en línea consta de tres componentes principales: el cabezal de detección en línea, la consola electrónica y el adaptador de proceso. El cabezal de detección en línea está montado en el adaptador y contiene un prisma que escanea la solución de proceso a través de una ventana transparente y genera un valor relativo al índice de refracción de la solución. La consola electrónica alberga todos los circuitos de control, microprocesadores, pantallas digitales y puntos de calibración y acondiciona la señal del cabezal de detección. El adaptador de proceso es la conexión mecánica entre el cabezal de detección en línea y la tubería de proceso, y está diseñado específicamente para adaptarse al tamaño de la tubería y la aplicación.

Los refractómetros de proceso en línea se utilizan principalmente en la industria de pulpa y papel; ^[2] la industria de alimentos y bebidas , ^[3] la industria farmacéutica y la industria química como un medio para asegurar la consistencia y la calidad. En la industria de pulpa y papel , los refractómetros de proceso en línea se utilizan en la recuperación de energía de las calderas de recuperación de licor negro midiendo con precisión los sólidos en el licor negro. ^[4] En la industria de alimentos y bebidas, los refractómetros de proceso en línea se utilizan para medir sólidos disueltos, con mayor frecuencia como contenido de azúcar, medido en grados Brix . En la industria farmacéutica, se utilizan para monitorear y controlar los niveles de concentración durante la sobresaturación, un proceso crítico en la cristalización. ^[5] En la industria química, se utilizan en aplicaciones de ácido clorhídrico , aplicaciones de ácido sulfúrico y procesos químicos de limpieza de calderas.