Huiles chaudes et crèmes glacées fraîches

Abb. 1: Ein neuer selbstkalibrierender Temperaturfühler macht in einer Öl-und-Fett-Produktion 3000 Prozessunterbrechungen pro Jahr unnötig. (Foto: Endress + Hauser) / Fig. 1: Ce nouveau capteur de température à calibration automatique permet d’éviter 3000 interruptions de processus par an dans la production d’huiles et de matières grasses. (Photo: Endress + Hauser)

Abb. 2: Mit hoher Messgenauigkeit bei Massefluss und Dichte – für lockere Eiscreme und andere besondere Aufgaben in der Prozessanalytik. (Foto: Endress + Hauser) / Fig. 2: Grande précision de mesure du débit massique et de la densité, pour les crèmes glacées en vrac ou d’autres fonctions dans le processus d’analyse. (Photo: Endress + Hauser)

Abb. 3: Der Sensor für die thermometrische Titration weist als wesentlichen Vorteil die Wartungsfreiheit auf: kein Kalibrieren, kein Konditionierten, kein Nachfüllen von Elektrolytlösung. (Foto: Metrohm) / Fig. 3: Ce capteur de température présente l’avantage majeur de ne nécessiter aucun entretien (aucune calibration, aucun conditionnement ni de remplissage avec une solution d’électrolytes). (Photo: Metrohm)

Abb. 4: Das Prinzip: Am Titrationsendpunkt steigt (exotherme Reaktion, links) bzw. fällt (endotherme Reaktion, rechts) die Temperatur nicht mehr. (Grafik: Metrohm) / Fig. 4: Le principe: la température ne monte plus (réaction exothermique à gauche) ou ne baisse plus (réaction endothermique à droite) au point final de titrage. (Graphique: Metrohm)

Abb. 5: Vollautomatisch Überwachung von Prozessen rund um die Uhr: modernes Prozessanalysesystem für die thermometrische Titration. (Foto: Metrohm) / Fig. 5: Surveillance entièrement automatisée des processus 24h/24: système moderne d’analyse des processus pour le titrage thermométrique. (Photo: Metrohm)

Le thermomètre symbolise de manière concise et précise la tendance principale actuelle des capteurs d’analyse de processus. Elle est basée sur le désir de disposer de systèmes d’auto-calibrage nécessitant peu d’entretien.

La mesure de la température est une condition nécessaire voire indispensable à l’obtention d’un déroulement fonctionnel et économique de nombreux processus dans le domaine de la chimie, de la pharmacie, de l’alimentation et des biotechnologies; ce qui implique de réaliser régulièrement un calibrage des thermomètres. Pour des raisons réglementaires, ceci est également nécessaire dans le cas des produits pharmaceutiques et alimentaires.

Thermomètre en ligne dans la production alimentaire

Exemple: Un fabricant d’huiles et de graisses végétales de haute qualité doit respecter une plage de température définie lors du processus de fabrication – ceci pour chacun des lots. Généralement, l’équipe de production fabrique des capteurs appropriés en fonction du travail à réaliser, elle les calibre et les refabrique.

Il existe maintenant une alternative élégante: les thermomètres en ligne à calibrage automatique. Deux capteurs entrent en action en même temps. Un capteur de référence calibré réagit lorsque la température diminue sous une valeur inférieure à sa température de Curie (par exemple lorsque la chaîne de production est nettoyée après la fabrication d’un lot). Ce dernier déclenche alors une nouvelle calibration du capteur primaire. Il n’est donc pas nécessaire de recourir à un spécialiste afin d’inspecter le système (sauf si un dysfonctionnement est constaté). Ainsi, l’opérateur a la certitude que: « nos capteurs de température fonctionnent parfaitement et répondent aux exigences réglementaires. » Le protocole de nouvelle calibration est enregistré électroniquement et reste donc disponible dans la base de données. Cette calibration alternative automatique permet d’éviter 3000 interruptions de processus par an ainsi que les multiples interventions d’un technicien lors de la production des huiles et graisses susmentionnées.

Les débitmètres innovants de Coriolis constituent un autre progrès récent dans le domaine de la production alimentaire. En effet, ils sont capables de déterminer la densité en plus du débit massique. Un système disponible récemment permet d’atteindre une précision de mesure particulièrement élevée dans ce domaine grâce à une technologie multifréquences sophistiquée. Ceci est requis entre autres lors des mesures soumises à une vérification obligatoire.

Cette mesure combinée fonctionne également lors d’applications particulièrement difficiles. Ceci est valable en particulier pour des liquides de haute viscosité et en présence de chicanes avec des inclusions gazeuses (par ex. les crèmes glacées en vrac). La mesure fiable de la densité constitue un paramètre de qualité très précieux. Ces mêmes capteurs offrent également des avantages tangibles à l’industrie pétrolière et gazière. En effet, leur grande précision dans la détermination de la masse ou du volume est déterminante dans ce secteur d’activité.

Titrage thermique – la maintenance compliquée appartient au passé

De l’analyse non destructive à l’analyse destructive: processus sur ligne ici et en ligne là-bas – mais souvent avec un objectif commun. La tendance se dirige vers des processus plus robustes nécessitant peu de maintenance et sans avoir recours à un nouveau calibrage. Dans le domaine de l’analyse chimique humide, cela conduit souvent vers la thermotitration.

En effet, le regard se tourne sur la température au point de titrage lorsque l’on détermine de manière classique le point d’inflexion d’une courbe de titrage potentiométrique. Précisément, elle ne devrait plus se modifier après une augmentation (réaction exothermique) ou une diminution (réaction endothermique) de la température car l’analyte est consommé lors de la réaction avec la solution à doser. Ainsi, une grande partie de ce qui était considéré comme acquis est supprimée: les capteurs en verre avec une membrane pH, le remplissage et le re-remplissage des cuves avec des solutions d’électrolytes, le conditionnement et le calibrage de l’électrode.

Une application intéressante concerne les bains de gravure contenant de l’acide fluorhydrique dans les domaines des semi-conducteurs et de la galvanoplastie. L’acide fluorhydrique est un agent particulièrement agressif qui attaque le verre, l’utilisation d’électrodes de pH classiques (électrodes en verre) doit être si possible évitée. Les appareils de titrage thermique offrent la possibilité de fabriquer toutes les pièces en contact avec le liquide dans un plastique robuste et donc résistant à l’acide fluorhydrique

Le « Retour aux racines » en vaut la peine

Les dernières innovations montrent également que la recherche fondamentale est primordiale. En effet, les « ingénieurs de Coriolis » ont passé des années à s’investir dans la recherche fondamentale en physique afin de mieux comprendre le comportement des solutions complexes. Ce qui devrait jeter les bases de futurs progrès techniques dans leur application.