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Novel On-line Sensor for Measuring Dissolved CO(2) Using Attenuated Total Reflectance Technology

MBAA TQ vol. 44, no. 2, 2007, pp. 93-97  |  VIEW ARTICLE

F. M. Cash (1), G. P. Broski (1), and P. J. Slier (2). 1. Thermo Fisher Scientific, Minneapolis, MN. 2. Thermo Fisher Scientific, Jacksonville, FL.

Abstract
Traditional methods for measuring carbon dioxide, both in the laboratory and on-line, are based on Henry’s law and use pressure and temperature to calculate dissolved CO(2) concentration. These methods are not specific to carbon dioxide and measure all gases, including oxygen and nitrogen. A novel sensor has been developed that measures only dissolved CO(2) and is suitable for on-line applications. Based on infrared spectroscopy, the sensor uses the attenuated total reflectance (ATR) sampling technique to continuously analyze a beverage in flow and no-flow applications. The sensor is compact and designed to fit directly into the process. The operation and design of the sensor are discussed. The performance of the ATR-based sensor is compared with traditional temperature-pressure–based devices. The ATR-based sensor provides improved measurement accuracy that is not dependent on beer type, density, or alcohol content; is not affected by pressure surges; and can operate during CIP cycles.

Keywords: ATR technology, carbon dioxide, mid-IR, on-line measurement of dissolved CO(2)

 

Síntesis
Los métodos tradicionales para medir el contenido de gas carbónico, tanto en el laboratorio como en línea, se basan sobre la ley de Henry y utilizan la presión y temperatura para calcular la concentración de CO(2) disuelto. Estos métodos no son específicos para gas carbónico y miden todos los gases disueltos, incluyendo oxígeno y nitrógeno. Se ha desarrollado un sensor novedoso que mide CO(2) únicamente y puede ser utilizado para mediciones en linea. El sistema se basa sobre la espectroscopía infrarroja y el sensor usa un sistema de muestreo de reflectancia total atenuada (ATR) para continuamente analizar una bebida en aplicaciones tanto de flujo como sin flujo. El sensor es compacto y está diseñado para que se ajuste al proceso. El desarrollo de este sensor tipo ATR se compara con dispositivos tradicionales basado sobre presión/temperatura. Este sensor ofrece una mejorada precisión que es independiente del tipo de cerveza, densidad o contenido de alcohol. No es afectado por cambios fuertes de presión en la línea y puede ser operado durante los ciclos de CIP.

Palabras claves: gas carbónico, IR-med, medición de CO(2) en-línea, tecnología ATR

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