Kleurmeting op licht gekleurde of kleurloze vloeistoffen
APHA, Gardner & Lovibond®
Waterige oplossingen en oliën worden vrijwel altijd spontaan visueel beoordeeld op hun kwaliteit door een kleurevaluatie. Niet te verwonderen dat kleur dus regelmatig als verplichte parameter binnen QC getest wordt.
Deze parameter kan met verschillende kleurschalen gekwantificeerd worden. Zo komt APHA, Gardner of Lovibond® nog regelmatig voor als maat voor een typisch gele verkleuring van grondstoffen.
Kleurschalen
Hieronder worden de 3 kleurschalen kort besproken:
APHA/Pt-Co of Hazen Kleur
In de 19e eeuw werden vervuild water en oliën al vergeleken met specifieke verdunningen van een platina-kobalt (Pt-Co) oplossing om ze te beoordelen op hun kleurkwaliteit.
In 1892 definieerde Allen Hazen deze kleurschaal voor de Amerikaanse Vereniging voor Volksgezondheid (APHA). Vandaar dat deze schaal bekend staat onder drie verschillende namen, namelijk APHA, Pt-Co of Hazen.
De schaal gaat van nul voor gedestilleerd water tot 500 voor een donker ambergele geconcentreerde oplossing die overeenstemt met zwaar vervuild afvalwater. De tussenliggende score wordt voorgesteld aan de hand van een verdunningsreeks van deze stock oplossing.
De volledige beschrijving van deze methode is terug te vinden onder ASTM1209. Deze kleurenschaal wordt voornamelijk toegepast op het gebied van chemie, aardolie, kunststoffen en farmacie.
Lovibond® RYBN-schaal
De Lovibond® schaal is gebaseerd op een set van 84 gekleurde glaasjes met verschillende optische dichtheden van de kleuren magenta (rood), geel, blauw en neutraal, ingedeeld van onverzadigd tot volledig verzadigd. De drie primaire kleuren en de neutrale filters worden gecombineerd totdat ze overeenkomen met de kleur van het monster. Het resultaat is een set glazen (RYBN-eenheden).
Deze methode wordt beschreven onder ISO 15305. Toepassingsgebieden zijn voornamelijk de kleur bepalen van oliën, vetten, chemicaliën en siropen. In veel toepassingen wordt alleen de Lov-R en Lov-Y waarde onderzocht. Ook hier geldt dat de nulwaarde overeenkomt met een kleurloos sample.
Gardner-kleurenschaal
Deze kleurenschaal heeft slechts 18 eenheden en is oorspronkelijk ontwikkeld in 1920 om de kleur te beschrijven van oliën, vernissen, vetzuren en harsoplossingen. Deze vloeistoffen zijn over het algemeen matig verzadigd groenachtig of roodachtig-geel van kleur in de ruwe vorm. De kleur van deze producten neemt doorgaans toe bij iedere bewerkingsstap.
De lichtgele Gardner-kleuren (1 tot 8) zijn gebaseerd op een oplossing van kaliumhexachloorplatinaat, de nummers 9 tot 18 op ijzerchloride, kobaltchloride en zoutzuur. de juiste formulering wordt beschreven in ASTM, D1544/DIN 4630. De Gardner nul (0) standaard is gedestilleerd water.
Type meting
Aangezien de monsters transparante vloeistoffen zijn, worden alle drie de kleurschalen gemeten in transmissiecellen of -flesjes. Halfvaste stoffen, zoals waxen of vaseline, worden gemeten in gesmolten toestand.
Het juiste instrument
Om de genoemde kleurschalen te meten is de HunterLab Vista het ideale instrument. Het is een spectrofotometer met een diffuse/0˚ geometrie. Eenvoudig in gebruik en perfect voor het meten van vloeistoffen en vaste transparante of semi-transparante samples in transmissie. Met dit instrument kunnen verschillende weglengtes tot 50 mm bekeken worden. Het resultaat van de meting kan uitgedrukt worden in een kleurschaal of een indices zoals APHA, Gardner en Lovibond®.
Praktijkvoorbeeld
Meten van de Lovibond® kleur van een geelachtige oplossing met de HunterLab Vista.
Een 10 mm cuvette is gebruikt voor de meting. In de “Color data table” zijn de L* a* b* en Lovibond® waarden geselecteerd. De Lovibond®-index is berekend en wordt gerapporteerd in de gebruikelijke weglengte 5,25 inch = 133 mm. Op deze manier kan je dus eenvoudig, goedkope standaard 10 mm cuvetten gebruiken, het gebruikte staalvolume beperken en toch de kleur weergeven bij de eventueel gewenste 133 mm weglengte.
Afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid en de aard van de monsters, kies je voor een transmissiecel met een bepaalde weglengte. De bijbehorende index moet dan in de software worden geselecteerd. Bijvoorbeeld de APHA 10 mm index voor een transmissiecel met een weglengte van 10 mm.
Standaardisatie van Vista
De standaardisatie van de Vista in Total Transmittance (TTRAN)-modus wordt automatisch uitgevoerd. Tijdens deze kalibratie wordt een transmissiecel of een glazen ID-flacon met gedistilleerd water gepositioneerd in het transmissiecompartiment om 100% transmissie in te stellen als nulwaarde (0) van de schaal.
Strikt volgens het voorschrift, wordt altijd gedestilleerd water gebruikt voor de standaardisatie van het toestel bij deze kleurschalen, ongeacht of het staal water als oplosmiddel heeft of dat er andere oplosmiddelen zoals benzol of olie gebruikt worden. Natuurlijk moet voor de standaardisatie een transmissiecel worden gebruikt die dezelfde weglengte heeft en van hetzelfde materiaal is, zoals ook gebruikt wordt bij de monstermeting. Het is een goede praktijk om van tijd tot tijd, jezelf te overtuigen van een correcte meting door standaarden te gebruiken en zo een Performance Qualification (PQ) van het instrument uit te voeren.
Conclusie
De toepassing van de kleurschalen APHA, Gardner of Lovibond® zijn geschikt voor bijna kleurloze vloeistoffen met een lichte geel-rode of groene verkleuring, gerelateerd aan de mate van vervuiling of de kwaliteit van het productieproces.
De kleurschalen zijn gedefinieerd door een fysiek referentiemateriaal en hun verdunningsreeks. De meting uitgevoerd met een spectrofotometer elimineert het menselijke aspect bij de visuele methode en laat bovendien detectie toe tot op lagere schaal met hogere nauwkeurigheid en herhaalbaarheid. De HunterLab Vista is eenvoudig te gebruiken en bij uitstek geschikt voor het meten van APHA, Gardner of Lovibond® kleur.
Meer informatie?