Refractómetro de proceso en línea

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 suelen constar de un sensor , colocado en línea con el flujo del 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 con el proceso, se puede colocar en un bypass, conectado mediante 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 concentración en línea puede utilizarse como una herramienta predictiva en tiempo real para la concentración final . Se requiere una respuesta rápida y precisa para optimizar la producción. Es posible reducir costos al disminuir la variación del promedio de la concentración del producto. El ahorro de costos está relacionado con el valor del componente que se mide.

Un sensor refractómetro digital en línea para procesos 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 procesamiento, es decir, el ángulo crítico de refracción utilizando una fuente de luz. El índice de refracción y la temperatura medidos del medio de procesamiento se envían a la caja de control. Esta 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 suele ser 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, los grados Brix u otra escala seleccionada para el instrumento. ^{[ 1 ]}

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

Los refractómetros de proceso en línea se utilizan principalmente en la industria de la pulpa y el papel; ^{[ 2 ]} la industria de alimentos y bebidas , ^{[ 3 ]} la industria farmacéutica y la industria química como un medio para asegurar consistencia y calidad. En la industria de la pulpa y el papel , los refractómetros de proceso en línea se utilizan en la recuperación de energía de las calderas de recuperación de licor negro al medir 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, más a menudo 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 de productos químicos de limpieza de calderas.