کدورت سنج آزمایشگاهی چیست؟ – انواع و کاربرد آن کدام است؟

برای اندازه گیری کدورت موجود در محلول ها از دستگاهی به نام کدورت سنج آزمایشگاهی استفاده می شود. کدورت به مواد معلق موجود در محلول ها که می تواند ذرات آلی یا معدنی، مخمر و یا میکروارگانیسم ها باشد، می گویند. از کدورت سنج آزمایشگاهی در تصفیه آب و فاضلاب، صنایع غذایی، دارویی، تحقیقاتی و موارد دیگر استفاده می شود. کدورت سنج در سه صورت پرتابل، آزمایشگاهی دیجیتال و رومیزی وجود دارد. برای آشنایی با این دستگاه و کاربردهایی که دارد و همچنین شناخت بهتر انواع آن، این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک را مطالعه می کنیم.

فهرست مطالب :

۱- کدورت چیست؟

۲- کدورت سنج آزمایشگاهی چیست؟

۳- اهمیت و کاربرد دستگاه کدورت سنج آزمایشگاهی

۴- نحوه کار با دستگاه کدورت سنج آزمایشگاهی

۵- انواع کدورت سنج آزمایشگاهی

۶- انواع کدورت سنج های عرضه شده توسط کمپانی های مختلف

۱- کدورت چیست؟

شکل ظاهری مات و یا شیری و غیرشفافی که محیط های جامد، مایع مانند آب، هوا، انواع محلول ها، شیشه و … دارد را به نام کدورت تعریف می کنند. به عبارتی میزان ذرات و مواد پراکنده با اندازه های مختلف در محلول ها و میزان نور جذب شده در آن ها، محیط را غیرشفاف و مات می کند. مواد و ذراتی که در این محلول ها وجود دارند، می تواند شامل میکروارگانیسم ها، مخمرها، شن ها، ذرات مواد معدنی و آلی، پلانکتون ها، لجن، سنگ آهک و مواد دیگر باشد.

هر چه مقدار کدریت بیشتر باشد، نور بیشتری توسط محلول جذب شده و نور کمتری منعکس می شود و شفافیت محلول کمتر می شود. یکی از موادی که تعیین کدورت در آن بسیار مهم می باشد، آب است که وجود این میکروارگانیسم ها کلریناسیون آب را بی اثر کرده و باعث آلودگی آن می شوند.

نکته :

این که میزان کدورت در محلول ها متناسب با وزن مولکولی مواد معلق در آن است یا نه، به دلیل شکل، اندازه و ضریب شکست نور ذرات و همچنین میزان انتشار نور در محلول ها، دشوار است.

۲- کدورت سنج آزمایشگاهی چیست؟

کدورت و مواد کلوئیدی محلول ها با استفاده از دستگاه کدورت سنج آزمایشگاهی و همچنین به کار گرفتن روش اپتیکی (منعکس کردن نور توسط ذرات معلق موجود در محلول ها) اندازه گیری می شود. اولین کدورت سنج توسط جکسون تهیه شد که به نام کدورت سنج شمعی بود و کالیبراسیون آن بر حسب واحد ppm و اندازه گیری آن بر حسب واحد JTU بود. بعدها کدورت سنج ها توسط توسط محلول استاندارد فرمازین، کالیبره و بر حسب واحد FTU اندازه گیری می شدند.

مهمترین بخش ساختاری کدورت سنج ها محفظه ای است که اندازه گیری در آن انجام می شود. قسمت های اصلی این محفظه از منبع نور و یک سنسور آشکارساز کدورت تشکیل شده است. آشکار ساز با انتقال اطلاعات استخراج شده به میکروپروسسور و پردازش نتیجه محاسبات خود، می تواند میزان کدریت را در صفحه نمایش، نشان دهد.

۳- اهمیت و کاربرد دستگاه کدورت سنج آزمایشگاهی :

استفاده از کدورت سنج در صنایع غذایی، نوشیدنی ها، پتروشیمی، تصفیه آب و فاضلاب حائز اهمیت است. میزان کدورت موجود در آب های آشامیدنی در سلامتی انسان ها بسیار مهم است. شفافیت و سلامت آب های آشامیدنی هم برای تأمین سلامت انسان ها و هم برای راحتی در توزیع و انتقال آن، مورد توجه است. اگر میزان کدورت آب زیاد باشد، هزینه های گندزدایی بالارفته و اثری که گندزداها در سالم کردن آب دارند، کم می شود.

در آب های سطحی و زیرسطحی مانند رودخانه ها و دریاچه ها، به دلیل وجود کبالت در آن ها، نور نمی تواند به عمق نفوذ کرده و رشد گیاهان را با اختلال مواجه می کند. به دنبال آن زندگی ماهی ها و صدف هایی که تغذیه کننده از این گیاهان هستند و به دلیل عدم برخورداری از نور کافی، دچار مشکل می شوند. برای آب آشامیدنی، میزان کدورت استاندارد قابل قبول، ۵ NTU است.

نکته :

در تعیین سلامت آب امروزه علاوه بر تعیین کیفیت آن با دستگاه کدورت سنج آزمایشگاهی، شمارش ذرات نیز باید انجام شود. چون میکروارگانیسم هایی چون ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم می توانند از فیلتراسیون عبور کنند. پس در تصفیه آب هر دو پارامتر کیفی، اندازه گیری کدورت و شمارش ذرات باید انجام شوند.

۴- نحوه کار با دستگاه کدورت سنج آزمایشگاهی :

در ابتدا باید دستگاه کدورت سنج کالیبره شود، به این ترتیب که از یک سری استانداردهای تجاری در بازار برای این امر استفاده می شود. استانداردهای مورد نظر با توجه به نوع نمونه های مجهول برای اندازه گیری کدورت ها، داخل محفظه قرار داده شده و با خواندن مقدار کدورت آن ها، رنج استاندارد به دست آمده و کدورت سنج کالیبره می شود. بعد از آن، بعد از مخلوط کردن نمونه های مجهول و از بین رفتن حباب های حاصل از مخلوط کردن و تکان دادن آن ها، می توان نمونه ها را داخل سل های کدورت سنج ریخت. سل های پر شده را بعد از خشک کردن قسمت خارجی آن ها، داخل محفظه ی دستگاه می گذاریم. سپس از روی صفحه نمایشگر می توان، میزان کدورت را مشاهده کرد.

در صورت نشان دادن عددی کمتر از ۴۰ روی صفحه نمایشگر، میزان کدورت مستقیم خوانده می شود. در صورت بالا بودن عدد نمایشگر از ۴۰، نمونه باید به شکل رقیق شده مورد اندازه گیری قرار گیرد.

توجه :

پرتو نور از منبع نور و یک آشکارساز نور (نور پراکنده شدن با زاویه ۹۰ درجه) در این دستگاه وجود دارد که مقدار نور انعکاس یافته، با میزان جامدات و ذرات موجود در نمونه (کدورت) متناسب و تعیین کننده مقدار آن خواهد بود. خواصی از ذرات مانند رنگ و شکل، تعیین کننده میزان انعکاس نور خواهد بود.

۵- انواع کدورت سنج آزمایشگاهی :

کدورت سنج های آزمایشگاهی به سه شکل پرتابل، رومیزی پرتابل و آزمایشگاهی دیجیتال وجود دارند. سنسور کدورت سنج، بخشی از دستگاه است که میزان کدری محلول را اندازه می گیرد. برای نمونه های رنگی، از منبع نور مادون قرمز استفاده می شود.

۶- انواع کدورت سنج های عرضه شده توسط کمپانی های مختلف :

یک نمونه از دستگاه کدورت سنج پرتابل، لوترون مدل TU-2016 می باشد که با برندهایی چون هانا، بنتک، کیمو و … عرضه شده و برای اندازه گیری کدورت در زمان کم و با سرعت زیاد کاربرد دارد. داشتن منبع نور قرمز، قابلیت اندازه گیری کدورت محلول های رنگی و داشتن مقاوت بالای نور در صفحه از ویژگی های آن می باشد. از این دستگاه در صنایع غذایی و پتروشیمی، تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب و … استفاده می شود.

نوعی از کدورت سنج های آزمایشگاهی رومیزی توسط کمپانی HACH تولید و عرضه می شود که دارای قابلیت آشکارسازی ۳۶۰٭۹۰ می باشد و سری TU5 می باشد. این دستگاه از دقت و صحت بالا در اندازه گیری برخوردار بوده و تکرارپذیری بالا دارد.

کدورت سنج آزمایشگاهی سری TL 2300 نمونه ی دیگری از کدورت سنج هاست که با استفاده از تکنولوژی های جدید و پیشرفته، دستگاه قابلی در آزمایشگاه های آب و فاضلاب، صنایع دارویی و غذایی و … می باشد. این دستگاه دارای ۴ مدل TL2350، TL2310، TL2300 و TL2360 است که با استانداردهای مختلف و در رنج های متفاوت ساخته می شود. از خواص این مدل کدورت سنج ها می توان به داشتن صفحه نمایش رنگی و لمسی، داشتن منبع نوری LED، سنسور پیشرفته و همچنین قابلیت انتقال داده ها با برخورداری از درگاه USB را می توان نام برد.