Wie beeinflusst die Viskosität der Probe die Trübungsmessung?

Als Lieferant von Trübungsmessgeräten habe ich zahlreiche Anfragen von Kunden dazu erhalten, wie sich verschiedene Faktoren auf die Messungen von Trübungsmessgeräten auswirken. Heute werde ich mich mit einem wichtigen Faktor befassen, der oft unter dem Radar bleibt: der Viskosität der Probe.

Beginnen wir mit einer kurzen Auffrischung der Begriffe Trübung und Viskosität. Trübung misst die Trübung oder Trübung einer Flüssigkeit, die durch eine große Anzahl einzelner Partikel verursacht wird, die im Allgemeinen für das bloße Auge unsichtbar sind. Es ist ein wichtiger Parameter in verschiedenen Branchen wie der Wasseraufbereitung, der Lebensmittel- und Getränkeproduktion und der Umweltüberwachung. Andererseits bezieht sich die Viskosität auf den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit. Denken Sie daran, dass Honig viel langsamer fließt als Wasser – das liegt daran, dass Honig eine höhere Viskosität hat.

Nun fragen Sie sich vielleicht, wie sich die Viskosität einer Probe tatsächlich auf die Messwerte des Trübungsmessgeräts auswirkt. Nun, alles läuft darauf hinaus, wie sich die Partikel in der Probe in der Flüssigkeit verhalten und wie das Trübungsmessgerät die Streuung und Absorption von Licht durch diese Partikel misst.

Partikelbewegung und -sedimentation

In einer Flüssigkeit mit niedriger Viskosität wie Wasser können sich Partikel relativ frei bewegen. Wenn ein Trübungsmessgerät Licht durch die Probe strahlt, streuen diese frei beweglichen Partikel das Licht in alle Richtungen, und der Detektor im Trübungsmessgerät misst dieses gestreute Licht, um die Trübung zu berechnen.

Bei einer hochviskosen Flüssigkeit sieht die Sache jedoch anders aus. Die dicke Konsistenz der Flüssigkeit schränkt die Bewegung der Partikel ein. Sie bewegen sich nicht so frei wie in einer Flüssigkeit mit niedriger Viskosität. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Partikel innerhalb der Probe führen. Einige Partikel könnten zusammenklumpen, andere könnten sich schneller am Boden der Probenkammer absetzen.

Wenn Partikel verklumpen, ändert sich das gesamte Streumuster. Das Trübungsmessgerät ist zur Messung der Streuung kalibriert, basierend auf der Annahme, dass die Partikel gleichmäßig verteilt sind und unabhängig voneinander wirken. Verklumpte Partikel können das Licht unterschiedlich streuen, was zu ungenauen Trübungsmesswerten führt. Beispielsweise könnten größere Klumpen mehr Licht in eine bestimmte Richtung streuen, was den falschen Eindruck einer höheren Trübung erwecken würde.

Auch die Eingewöhnung ist ein großes Thema. Wenn sich Partikel in einer hochviskosen Probe zu schnell absetzen, steigt die Konzentration der Partikel am Boden der Probenkammer, während die Konzentration am oberen Rand abnimmt. Da das Trübungsmessgerät die Lichtstreuung an einer bestimmten Stelle in der Probenkammer misst, kann diese ungleichmäßige Verteilung zu erheblichen Fehlern bei der Messung führen.

Lichtausbreitung

Die Viskosität kann auch beeinflussen, wie Licht durch die Probe wandert. In einer Flüssigkeit mit hoher Viskosität kann das Licht aufgrund des dichteren Mediums stärker absorbiert oder gestreut werden. Die Flüssigkeit selbst kann als zusätzliches Hindernis für das Licht wirken und dazu führen, dass es an Intensität verliert, bevor es den Detektor erreicht.

Diese Änderung der Lichtintensität kann vom Trübungsmessgerät als Zunahme der Trübung fehlinterpretiert werden. Die Trübungsmessung basiert auf dem Vergleich zwischen einfallendem Licht und gestreutem bzw. durchgelassenem Licht. Wenn die Lichtintensität von der Viskosität der Flüssigkeit und nicht von der tatsächlichen Anzahl der Partikel beeinflusst wird, ist der Messwert falsch.

Schereffekte

Wenn eine Probe in ein Trübungsmessgerät eingeführt wird, kommt es häufig zu einer Vermischung oder Strömung. Bei hochviskosen Flüssigkeiten sind die bei diesem Prozess erzeugten Scherkräfte anders als bei niedrigviskosen Flüssigkeiten. Scherkräfte können Partikelaggregate aufbrechen, was wiederum die Partikelgrößenverteilung verändert.

Die Messung des Trübungsmessgeräts ist empfindlich auf die Partikelgröße. Kleinere Partikel streuen das Licht anders als größere. Wenn also die Scherkräfte in einer hochviskosen Probe große Partikelaggregate in kleinere aufbrechen, kann sich der Trübungswert erheblich ändern. Auch hier kann die Viskosität bei präzisen Trübungsmessungen einen entscheidenden Einfluss haben.

Umgang mit viskosen Proben

Als Lieferant von Trübungsmessgeräten verstehe ich, dass viele unserer Kunden die Trübung viskoser Proben messen müssen. Was kann also getan werden, um genaue Messwerte zu erhalten?

Zunächst ist die richtige Probenvorbereitung von entscheidender Bedeutung. Dies kann das Verdünnen der Probe mit einer kompatiblen Flüssigkeit mit niedriger Viskosität erfordern. Durch Verdünnen der Probe können Sie deren Viskosität verringern und gleichzeitig eine repräsentative Partikelkonzentration beibehalten. Es ist jedoch wichtig sicherzustellen, dass die Verdünnung die Art der Partikel nicht verändert oder neue Verunreinigungen einführt.

Ein anderer Ansatz besteht darin, ein Trübungsmessgerät zu verwenden, das speziell für viskose Proben entwickelt wurde. Einige unsererTrübungsanalysatorModelle verfügen über Funktionen wie eine größere Probenkammer oder verbesserte Mischmechanismen, die einige der Herausforderungen bewältigen können, die hochviskose Flüssigkeiten mit sich bringen.

Auch eine regelmäßige Kalibrierung ist entscheidend. Beim Umgang mit viskosen Proben sollte der Kalibrierungsprozess die Auswirkungen der Viskosität auf die Messung berücksichtigen. Dies kann die Verwendung von Kalibrierungsstandards mit einer ähnlichen Viskosität wie die zu messenden Proben erfordern.

Auswirkungen auf die reale Welt

Die ungenaue Messung der Trübung in viskosen Proben kann in verschiedenen Branchen schwerwiegende Folgen haben. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wird beispielsweise die Trübung als Indikator für die Produktqualität genutzt. Wenn die Trübungsmessung aufgrund einer hohen Viskosität fehlerhaft ist, kann dies zu einer Fehleinschätzung der Qualität eines Produkts führen, was möglicherweise zu Produktrückrufen oder Unzufriedenheit der Kunden führt.

In Wasseraufbereitungsanlagen ist die Trübung ein entscheidender Parameter für die Sicherheit des Trinkwassers. Eine ungenaue Messung in einer viskosen Abwasserprobe könnte zu unsachgemäßen Behandlungsprozessen führen und die öffentliche Gesundheit gefährden.

Zum Abschluss

Da haben Sie es also. Die Viskosität einer Probe kann durch verschiedene Mechanismen wie Partikelbewegung, Lichtausbreitung und Schereffekte einen erheblichen Einfluss auf Trübungsmessungen haben. AlsAnbieter von TrübungsmessgerätenWir sind bestrebt, unseren Kunden bei der Bewältigung dieser Herausforderungen zu helfen. Ob Sie ein benötigenWassertrübungsmessgerätfür Basisanwendungen oder einOnline-Trübungssensor-AnalysatorFür eine kontinuierliche Überwachung haben wir eine Lösung für Sie.

Wenn Sie sich mit der Trübungsmessung in viskosen Proben befassen und genaue Ergebnisse sicherstellen möchten, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir bieten Ihnen kompetente Beratung, die richtige Ausrüstung und fortlaufende Unterstützung, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um Ihre Trübungsmessaufgaben so reibungslos wie möglich zu gestalten!

Referenzen

• APHA, AWWA, WEF. (2017). Standardmethoden zur Untersuchung von Wasser und Abwasser. 23. Auflage.
• ASTM International. (2019). Standardpraxis zur Bestimmung der Trübung in Wasser. ASTM D1889 - 19.
• Bartels, M. (2015). Trübungsmessung in der Industrie: Prinzipien und Anwendungen. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21, 20 - 26.