WO2003027646A1 - Procede de mesure de la densite optique d'un solute dans un milieu liquide, limpide ou non, compose d'un solvant et dudit solute - Google Patents

Procede de mesure de la densite optique d'un solute dans un milieu liquide, limpide ou non, compose d'un solvant et dudit solute Download PDF

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wavelength
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Patrice Delanchy
Dany Toussaint
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Vaslin Bucher S.A.
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N2021/3129—Determining multicomponents by multiwavelength light
    • G01N2021/3133—Determining multicomponents by multiwavelength light with selection of wavelengths before the sample

Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring the optical density of a solute in a liquid medium composed of a solvent and of said solute, clear or not.
  • Each measurement, for a wavelength ⁇ involves the use of a light transmission measuring device, that is to say a light emitting device 5 in order to illuminate the liquid medium to be studied and of a light receiving device at the outlet of the liquid medium.
  • the measuring device which implements the present invention, it is also possible, for example, to establish the absorption spectrum of the liquid medium, from measurements of optical densities over a plurality of light wavelengths 10 chosen spaced in a given spectral band.
  • this process is applied to a liquid medium constituted by the wine must, to know, as precisely as possible, the degree of extraction during vinification.
  • the color and tannic flavor of red or rosé wines come from the 15 antocyanates and polyphenols that are present in red grape berries.
  • This winemaking process allows the extraction of tannic and coloring matters from the berries.
  • the winemaker stops the maceration that was in progress. Until now, the decision to stop or not the maceration was, most often, left to the expert of the winemaker, which is linked to the knowledge that the winemaker has of his land and his harvest.
  • An object of the present invention consists in implementing a method of measuring the optical density which would make it possible to know, as precisely as possible, during the winemaking operation, the degree of extraction at a given instant, so to get the product you want.
  • red or rosé wines can be characterized by indices calculated from optical densities (Beer-Lambert law) obtained from differential absorption spectroscopy measurements, during which the absorption of the solvent which is, in the case of wine making, water, for standardized wavelengths: 420, 520 and 620 nm.
  • Another object of the invention consists in implementing a process which makes it possible, by optical density measurements, to continuously know the degree of extraction of the antocyanates and polyphenols in a maceration of red must, with or without simultaneous alcoholic fermentation .
  • optical densities for standard wavelengths it is necessary: to know how to light in the mash in maceration with known wavelengths, to know how to collect the light transmitted by the must for each of these wavelengths, deduce the transmission and the optical density for each standard wavelength, then determine the characteristic indices, overcome the optical density of the solvent, which is here water, overcome the loss of light due to solid particles, berry films, pulp fragments, pips, yeasts and carbon dioxide bubbles if the alcoholic fermentation is simultaneous with maceration, earth, stalks, etc., suspended in the must and animated by random movements by gravitation, thrust Archimedes, and convection. In other words, the turbidity of the medium must be eliminated.
  • the current turbidimeters are not satisfactory
  • DO (total medium, ⁇ ) DO (solvent, ⁇ ) + DO (solute, ⁇ ) + DO (opacity, ⁇ )
  • ⁇ O wavelength which was not not absorbed by the solute, but which could be absorbed by the solvent.
  • the light transmissions in the solvent or in the medium, the more solute solvent, are the same, provided that they are both clear.
  • the optical densities are identical: on the one hand, for water, that is to say the solvent, and, on the other hand, for the must .
  • the optical density due to the non-clarity of the medium will be equal to the optical density of the medium minus the optical density of the solvent.
  • DO (total medium, ⁇ O) DO (solvent, ⁇ O) + DO (opacity) (I)
  • the basic relation, which is used in the device of the present invention, is precisely the relation (III) above.
  • the heterogeneity of the medium requires: that the determination of the optical densities for the wavelengths ⁇ and ⁇ O, therefore that the light transmission measurements take place in the same volume, and that these measurements are made simultaneously, or at least at a sufficiently short time interval, so that the cumulative surface of the obstacles to the light transmission remains unchanged.
  • a method for performing optical density measurements in a liquid medium composed of a solvent and a solute, whether the latter is clear or not which is characterized in that that it consists in performing a measurement of the optical density of the medium at a wavelength ⁇ O (DO (total medium ⁇ O)) which is not absorbed by the solute, but which can be absorbed by the solvent, then one or more measurements of the optical density of the medium at wavelengths ⁇ (DO (total medium, ⁇ )) and to determine the optical density of the solute by means of the following relationship:
  • DO (solute, ⁇ ) DO (total medium, ⁇ ) - DO (solvent, ⁇ ) - DO (total medium, ⁇ O) + DO (solvent, ⁇ O) (III)
  • a measuring device which comprises at least two light emitters which respectively operate at a wavelength ⁇ and at the wavelength ⁇ O and which are respectively connected to a first and to a second optical fiber which are connected to the inputs of an optical coupler whose output is connected to a third optical fiber which illuminates the liquid medium whose emerging light flux is applied to a fourth optical fiber connected to a photoreceptor, which can be followed by a converter light / voltage and an associated electronic calculation device.
  • the two light emitters can be installed directly in the optical coupler, which eliminates the first two optical fibers.
  • the optical density measurements follow one another, in time multiplexing, by switching the coupler to the first or the second optical fiber, each measurement being carried out with a very limited duration, by example 100 ms, and the number of switches, according to an adequate algorithm, being of the order of sixteen.
  • Such a measuring device can comprise a plurality of light emitters of different wavelengths, such as: 430, 450, 500, 525, 570, 585, 590, 615, 645 and 660 nm, which makes it possible to obtain ten points of the absorption spectrum of the medium studied and reconstitute the entire absorption spectrum.
  • the generation of the luminous flux is carried out by means of light-emitting diodes supplying the main part of the energy on lines of known wavelength, the control of the current making it possible to regulate the luminous flux emitted.
  • the transport of light to the medium and out of the medium is ensured by optical fibers whose characteristics are the wavelength and the attenuation coefficient in dB / km.
  • the light / electrical voltage conversion is carried out by a semiconductor photoreceptor, mounted in virtual short circuit, which eliminates the dark current.
  • the structure of FIG. single essentially comprises a light emitter 1 which operates at the wavelength ⁇ and whose output is connected to a first optical fiber 2, and a light emitter 3 which operates at the wavelength ⁇ O and whose output is connected to a second optical fiber 4.
  • the emitters 1 and 3 are constituted by light-emitting diodes.
  • the fibers 2 and 4 can be connected to a coupler 5 from which an output fiber 6 exits.
  • the coupling of the optical fibers 2 and 4 respectively of wavelengths ⁇ and ⁇ O, is done in air: each fiber is opposite the output fiber 6 at an angle less than the capture angle of the latter.
  • a more sophisticated coupler 5 can be chosen using appropriate optical techniques.
  • the optical fiber 6 has its end which illuminates, through it, the medium 7, that is to say the selected volume of the medium to be studied, the emerging light flux of which is applied to the input of an optical fiber 8, the output is connected to a photoreceptor 9 which is followed by an operational amplifier 10. This is mounted as a current-voltage converter so as to obtain a usable voltage which is proportional to the flux received at the output of the medium 7, for each wavelength ⁇ or ⁇ O.
  • the measurement carried out is independent of the characteristics of the apparatus, the transmitters and the receiver.
  • the optical density is independent of the incident flux.
  • the incident flux taken into account is the flux present at the end of the fiber 6 in contact with the absorbent medium 7 and is therefore not dependent on the light guide system.
  • the same control current will give the same incident flux.
  • the measured flux will be that which arrives on the photoreceptor 9 at the outlet of the fiber 8, after the light return apparatus.
  • ⁇ is the flux / voltage conversion coefficient
  • ⁇ m ⁇ .Vm
  • Vm the voltage measured at 10.
  • Dom (solvent + solute) + DO (device) log ⁇ i - log ⁇ - log Vm (solvent + solute) (V) and, by combining (IV) and (V),
  • DO (solute) log Vm (solvent) - log Vm (solvent + solute) (VI)
  • the measurement of the optical density of the solute for a wavelength is independent of the control current, the apparatus and the conversion coefficient of the photoreceptor.
  • the only condition to be fulfilled is that the currents of control of the photoreceptor have the same lengths of the measurement of the transmissions for the solvent only and for the solvent + solute, and that the thickness passed through the medium is the same.
  • the time-division multiplexing of the illumination is carried out.
  • the measurement is made in less than 100 ms, if we consider that the medium 7 does not change during this period, by an average of sixteen pairs of alternating measurements on the wavelengths not absorbed and absorbed, respecting the time constants d flow and response.
  • To obtain better sensitivity in the case of a highly absorbent medium 7 or a low incident flux, it is possible to associate in the same beam the wavelengths absorbed and not absorbed.
  • Associated electronics is responsible for the implementation of this algorithm. It also provides the time elapsed between the time of the first optical density measurement and the last. All the measurements are recorded, thus providing a means of knowing the evolution of the extraction as a function of time.
  • the light emitting diodes currently available do not provide the wavelengths 420, 520 and 620 nm used by these indices. However, the wavelengths of 430, 525 and 615 nm are available.
  • One can obtain values very close to the indices by duplicating three times the structure described above in relation to FIG. unique. It is then necessary to complete the control and calculation algorithm so that it proceeds to three measurement groups, and the indices are then determined.
  • the method of the present invention can find application to everything that requires absorption measurements in liquid medium or not, in particular continuous (real time or online) on the one hand, all that can be deduced of Beer-Lambert's law and of abstraction spectroscopy, with reconstruction of the spectrum, on the other hand. For example: if a liquid medium is loaded with large particles and it contains an absorbent compound whose concentration is known, the opacity of the medium can be determined, online determination of the concentration of compounds in solution in troubled environments, online detection of the presence of certain compounds.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de mesure de la densité optique d'un soluté dans un milieu liquide composé d'un solvant et dudit soluté, que ledit milieu soit limpide ou non. Selon l'invention, ledit procédé consiste à effectuer une mesure de la densité optique du milieu à une longueur d'onde lambda0 (DO(totale milieu lambda0)) qui n'est pas absorbée par le soluté, mais qui peut l'être par le solvant, puis une ou plusieurs mesures de la densité optique du milieu à des longueurs d'onde lambda absorbées par le soluté (DO(totale milieu, lambda)) et à déterminer la densité optique du soluté au moyen de la relation suivante: DO(soluté, lambda) = DO(totale milieu, lambda) - DO(solvant, lambda) - DO(totale milieu, lambda0) + DO(solvant, lambda0).

Description

PROCEDE DE MESURE DE LA DENSITE OPTIQUE D'UN SOLUTE DANS UN MILIEU LIQUIDE, LIMPIDE OU NON, COMPOSE D'UN SOLVANT ET DUDIT SOLUTE
La présente invention concerne un procédé de mesure de la densité optique d'un soluté dans un milieu liquide composé d'un solvant et dudit soluté, limpide ou non.
Chaque mesure, pour une longueur d'onde λ, implique l'utilisation d'un dispositif de mesure de transmission lumineuse, c'est-à-dire d'un dispositif émetteur 5 de lumière afin d'illuminer le milieu liquide à étudier et d'un dispositif récepteur de lumière à la sortie du milieu liquide.
Avec un tel dispositif de mesure qui met en œuvre la présente l'invention, on peut, par exemple, aussi établir le spectre d'absorption du milieu liquide, à partir de mesures de densités optiques sur une pluralité de longueurs d'onde lumineuses 10 choisies espacées dans une bande spectrale donnée. En particulier, il est possible lorsque ce procédé est appliqué sur un milieu liquide constitué par le moût de vin, de connaître, le plus précisément possible, le degré d'extraction au cours de la vinification.
La coloration et la saveur tannique des vins rouges ou rosés proviennent des 15 antocyanes et des polyphénols qui sont présents dans les baies de raisin rouge. Dans l'opération de vinification, il y a une phase de macération, après foulage, qui met en présence les baies et le jus. Cette opération de vinification permet l'extraction des matières tanniques et colorantes des baies. Suivant le type de vin qu'il souhaite obtenir, le vinificateur arrête la macération qui était en cours. Jusqu'à maintenant, la 20 décision d'interrompre ou non la macération était, le plus souvent, laissée à l'expertise du vinificateur, laquelle est liée à la connaissance que le vinificateur a de son terroir et de sa vendange.
Un objet de la présente invention consiste à mettre en œuvre un procédé de mesure de la densité optique qui permettrait de connaître, le plus précisément possible, au cours de l'opération de vinification, le degré d'extraction à un instant donné, de façon à obtenir le produit voulu.
Par ailleurs, il est connu que les vins rouges ou rosés peuvent être caractérisés par des indices calculés à partir des densités optiques (loi de Beer-Lambert) issues de mesures de spectroscopie d'absorption différentielle, au cours desquelles on élimine l'absorption du solvant qui est, dans le cas de la vinification, de l'eau, pour des longueurs d'ondes standardisées : 420, 520 et 620 nm.
Ces indices, dits caractérisants, sont :
Intensité = DO420 + DO520 + DO620 Nuance = DO420/DO520 DA% = 1 - [(DO420 + DO620)/ 2 DO520] où DOxxx signifie la densité optique pour la longueur d'onde xxx et DA le degré d'extraction.
La connaissance de ces trois indices caractérisants, à tout instant, permet également de caractériser le degré d'extraction des matières tanniques et colorantes des baies.
On connaît actuellement deux techniques pour atteindre les densités optiques, donc ces indices : l'analyse chimique et l'analyse par spectroscopie différentielle. Ces mesures sont faites sur des échantillons prélevés dans la cuve de macération et les résultats n'en sont connus qu'avec un certain retard, en général 24 heures. Ces techniques ne permettent pas de suivre en temps réel l'extraction.
Un autre objet de l'invention consiste à mettre en œuvre un procédé qui permette, par des mesures de densités optiques, de connaître en continu le degré d'extraction des antocyanes et polyphénols dans une macération de moût rouge, avec ou sans fermentation alcoolique simultanée. Actuellement, en utilisant les techniques optiques et, donc, les densités optiques pour des longueurs d'onde standard, il faut : savoir éclairer dans le moût en macération avec des longueur d'onde connues, savoir recueillir la lumière transmise par le moût pour chacune de ces longueur d'onde, en déduire la transmission et la densité optique pour chaque longueur d'onde standard, déterminer alors les indices caractéristiques, s'affranchir de la densité optique du solvant, qui est ici de l'eau, s'affranchir de la perte de lumière due aux particules solides, pellicules de baie, fragments de pulpes, pépins, levures et bulles de gaz carbonique si la fermentation alcoolique est simultanée à la macération, terre, rafles, etc., en suspension dans le moût et animées des mouvements aléatoires par gravitation, poussée d'Archimède, et convection. Autrement dit, il faut éliminer la turbidité du milieu. Or, les turbidimètres actuels ne sont pas satisfaisants, dans le cas présent, à cause de la trop grande variabilité de la charge en solides du moût.
D'autre part, on ne peut mesurer que la densité optique totale du milieu pour une longueur d'onde λ donnée :
DO (totale milieu, λ) = DO (solvant, λ) + DO (soluté, λ) + DO (opacité, λ) Suivant l'invention, on a remarqué qu'il existait une longueur d'onde λO qui n'était pas absorbée par le soluté, mais qui pouvait l'être par le solvant. Dans ce cas, les transmissions de la lumière dans le solvant ou dans le milieu, solvant plus soluté, sont les mêmes, à condition qu'ils soient l'un et l'autre limpides. Dans l'application présente, pour cette longueur d'onde λO, les densités optiques sont identiques : d'une part, pour l'eau, c'est-à-dire le solvant, et, d'autre part, pour le moût.
En conséquence, pour la longueur d'onde λO, la densité optique due à la non limpidité du milieu sera égale à la densité optique du milieu diminuée de la densité optique du solvant. On a ainsi un moyen de s'affranchir des perturbations de mesure liées à la non limpidité du moût, compte tenu du fait que les particules en suspension agissent comme des obstacles plus ou moins opaques à la propagation de la lumière, quelle que soit la longueur d'onde de celle-ci. On peut donc écrire :
DO(totale milieu, λO) = DO(solvant, λO) + DO(opacité) (I) Dans le cas d'une longueur d'onde λ absorbée, on peut écrire : DO(totale milieu, λ) ≈ DO(solvant, λ) + DO(soluté, λ) + DO(opacité) (II) d'où, par association avec les relations (I) et (II) précédentes, : DO(soluté, λ) = DO(totale milieu, λ) - DO(solvant, λ) - DO(oρacité) DO(soluté, λ) = DO(totale milieu, λ) - DO(solvant, λ) - DO(totale milieu, λO) + DO(solvant, λO) (III) La relation de base, dont on se sert dans le dispositif de la présente invention, est précisément la relation (III) ci-dessus.
Parmi les conditions de validité de la relation (III), l'hétérogénéité du milieu impose : que la détermination des densités optiques pour les longueurs d'onde λ et λO, donc que les mesures de transmission lumineuses aient lieu dans un même volume, et que ces mesures se fassent simultanément, ou au moins à un intervalle de temps suffisamment bref, pour que la surface cumulée des obstacles à la transmission lumineuse reste inchangée. Suivant une caractéristique de la présente invention, il est prévu un procédé destiné à effectuer des mesures de densités optiques dans un milieu liquide composé d'un solvant et d'un soluté, que celui-ci soit limpide ou non, qui est caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une mesure de la densité optique du milieu à une longueur d'onde λO (DO(totale milieu λO)) qui n'est pas absorbée par le soluté, mais qui peut l'être par le solvant, puis une ou plusieurs mesures de la densité optique du milieu à des longueurs d'onde λ (DO(totale milieu, λ)) et à déterminer la densité optique du soluté au moyen de la relation suivante :
DO(soluté, λ) = DO(totale milieu, λ) - DO(solvant, λ) - DO(totale milieu, λO) + DO(solvant, λO) (III)
Pour ce faire, on utilise un dispositif de mesure qui comprend au moins deux émetteurs de lumière qui respectivement fonctionnent à une longueur d'onde λ et à la longueur d'onde λO et qui sont respectivement reliées à une première et à une deuxième fibres optiques qui sont reliées aux entrées d'un coupleur optique dont la sortie est reliée à une troisième fibre optique qui éclaire le milieu liquide dont le flux lumineux émergent est appliqué à une quatrième fibre optique reliée à un photorécepteur, lequel peut être suivi d'un convertisseur lumière/tension et d'un dispositif électronique de calcul associé.. On notera que les deux émetteurs de lumière peuvent être installés directement dans le coupleur optique, ce qui permet d'éliminer les deux premières fibres optiques.
Avec un tel dispositif de mesure, les mesures de densités optiques se succèdent, en multiplexage temporel, par commutation du coupleur sur la première ou la deuxième fibre optique, chaque mesure se faisant avec une durée très limitée, par exemple 100 ms, et le nombre de commutations, suivant un algorithme adéquat, étant de l'ordre de seize.
Un tel dispositif de mesure peut comprendre une pluralité d'émetteurs de lumière de différentes longueurs d'onde, telles que : 430, 450, 500, 525, 570, 585, 590, 615, 645 et 660 nm, ce qui permet d'obtenir dix points du spectre d'absoφtion du milieu étudié et de reconstituer la totalité du spectre d'absoφtion.
D'une manière générale, la génération du flux lumineux est réalisée au moyen de diodes électroluminescentes fournissant l'essentiel de l'énergie sur des raies de longueur d'onde connue, le contrôle du courant permettant de régler le flux lumineux émis. Le transport de la lumière vers le milieu et hors du milieu est assuré par des fibres optiques dont les caractéristiques sont la longueur d'onde et le coefficient d'atténuation en dB/km. La conversion lumière/tension électrique est effectuée par un photorécepteur à semi-conducteur, monté en court-circuit virtuel, ce qui permet d'éliminer le courant d'obscurité. Les caractéristiques de la présente invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec le dessin joint, où: la Fig. unique est un schéma fonctionnel d'une structure de moyens de mesure utilisée pour la mise en œuvre du procédé de la présente invention.
La structure de la Fig. unique comprend essentiellement un émetteur de lumière 1 qui fonctionne à la longueur d'onde λ et dont la sortie est reliée à une première fibre optique 2, et un émetteur de lumière 3 qui fonctionne à la longueur d'onde λO et dont la sortie est reliée à une seconde fibre optique 4. Les émetteurs 1 et 3 sont constitués par des diodes électroluminescentes. Les fibres 2 et 4 peuvent être reliées à un coupleur 5 d'où sort une fibre de sortie 6. A l'entrée du coupleur 5, le couplage des fibres optiques 2 et 4, respectivement de longueurs d'onde λ et λO, se fait dans l'air : chaque fibre est en regard de la fibre de sortie 6 sous un angle inférieur à l'angle de capture de cette dernière. On peut choisir un coupleur 5 plus sophistiqué en utilisant des techniques optiques appropriées.
La fibre optique 6 a son extrémité qui éclaire, en le traversant, le milieu 7, c'est- à-dire le volume sélectionné du milieu à étudier dont le flux lumineux émergent est appliqué à l'entrée d'une fibre optique 8 dont la sortie est reliée à un photorécepteur 9 qui est suivi d'un amplificateur opérationnel 10. Celui-ci est monté en convertisseur courant-tension de manière à obtenir une tension utilisable qui est proportionnelle au flux reçu à la sortie du milieu 7, pour chaque longueur d'onde λ ou λO.
Dans la préparation de cette structure, il faut procéder aux opérations suivantes : 1 - choisir chaque longueur d'onde λ ou λO, choisir un émetteur 1 ou 3 capable de les émettre et contrôler le courant qui doit être appliqué ) chacun d'eux, afin de créer chaque flux lumineux qui doit être respectivement transporé par les fibres optiques 2 ou 4, dont il faut connaître les paramètres caractéristiques, 2 - caractériser le milieu absorbant 7, 3 - avoir les paramètres caractéristiques de la fibre optique 8 qui transporte le flux lumineux sortant du milieu 7, après absoφtion dans celui-ci,
4 - appliquer le flux transporté par la fibre 8 au photorécepteur 9, qui le convertit en courant qui est appliqué à l'amplificateur 10 pour le convertir en tension.
Il est important de noter que la mesure effectuée est indépendante des caractéristiques de l'appareillage, des émetteurs et du récepteur. Pour un milieu 7 absorbant, une épaisseur traversée et une longueur d'onde donnée, la densité optique est indépendante du flux incident. Le flux incident pris en compte est le flux présent à l'extrémité de la fibre 6 au contact' avec le milieu absorbant 7 et n'est donc pas dépendant du système de guidage de la lumière. Pour un photoémetteur donné, un même courant de commande donnera le même flux incident.
Le flux mesuré sera celui qui arrive sur le photorécepteur 9 à la sortie de la fibre 8, après l'appareillage de retour de lumière. Si α est le coefficient de conversion flux/tension, on aura Φm = α.Vm, où Vm est la tension mesurée en 10. La densité optique réellement mesurée est, si Φi est le flux incident : DOm(solvant) + DO(appareil) = log Φi - log α - log Vm( solvant) (IV) où Dom représente la densité optique mesurée et Vm la tension mesurée, appareil représentant l'appareillage. Par ailleurs, on a :
Dom(solvant + soluté) + DO(appareil) = log Φi - log α - log Vm(solvant + soluté) (V) et, en combinant (IV) et (V),
DO(soluté) = log Vm( solvant) - log Vm( solvant + soluté) (VI)
La mesure de la densité optique du soluté pour une longueur d'onde est indépendante du courant de commande, de l'appareillage et du coefficient de conversion du photorécepteur. La seule condition à remplir est que les courants de commande du photorécepteur ont les mêmes longueurs de la mesure des transmissions pour le solvant seul et pour le solvant + soluté, et que l'épaisseur traversée du milieu soit la même. Si on tient compte de la non limpidité, la relation (III) devient, en tenant compte de la relation (VI), : DO(λ) = (log V(solvant, λ) log V(solvant + soluté, λ) - log V(solvant, λO)
+ log V(solvant + soluté, λ0))/e (VII) où e représente l'épaisseur étudiée du milieu 7, c'est-à-dire l'épaisseur de la partie du milieu que l'on désire étudier.
On procède au multiplexage temporel de l'éclairement. La mesure se fait en moins de 100 ms, si on considère que le milieu 7 ne change pas pendant cette durée, par moyenne de seize couples de mesures alternées sur les longueurs d'ondes non absorbée et absorbée, en respectant les constantes de temps d'établissement des flux et de réponse. Pour obtenir une meilleure sensibilité, en cas de milieu 7 très absorbant ou un faible flux incident, on peut associer dans le même faisceau les longueurs d'ondes absorbée et non absorbée.
Dans le cas d'une application de la présente invention aux moûts de raisin rouge pour λ = 525 nm, il faut utiliser la relation (VII) ci-dessus, étant tenu compte que la longueur d'onde λO = 850 nm n'est pas absorbée par les antocyanes et polyphénols : DO(525) = (log V(eau, 525) - log V(moût, 525) - log V(eau, 850)
+ log V moût, 850))/e La mesure doit se faire selon l'algorithme suivant :
1 - Mettre partiellement la structure, en ce qui concerne la partie correspondant à l'espace de mesure, dans le solvant, 2 - Eclairer avec la longueur d'onde λO non absorbée, mesurer et mémoriser la tension obtenue,
3 - Eclairer avec la longueur d'onde λ absorbée, mesurer et mémoriser la tension obtenue,
4 - Mettre partiellement la même partie de structure, en ce qui concerne la partie correspondant à l'espace de mesure, dans le milieu solvant + soluté,
5.1- Répéter seize fois,
5.1.1 Eclairer avec la longueur d'onde λO non absorbée, mesurer et mémoriser la tension obtenue, 5.1.2 Eclairer avec la longueur d'onde λ absorbée, mesurer et mémoriser la tension obtenue,
5.2 - Calculer les moyennes des tensions obtenues pour chacune des longueurs d'ondes, 5.3 - Appliquer la relation (VII) donnant la densité optique pour la longueur d'onde λ absorbée, selon la limpidité du milieu.
En particulier, si le milieu est limpide les phases 2 et 5.1.1 n'ont pas besoin d'être mises en œuvre.
Une électronique associée est chargée de la mise en œuvre de cet algorithme. Elle fournit aussi la durée écoulée entre l'instant de la première mesure de densité optique et la dernière. Toutes les mesures sont enregistrées, fournissant ainsi un moyen de connaître l'évolution de l'extraction en fonction du temps.
Dans une variante d'application, on s'applique, dans un premier cas, à déterminer les indices caractérisants des vins, tels qu'on l'a mentionné précédemment dans le préambule. Les diodes électroluminescentes actuellement disponibles ne fournissent pas les longueurs d'ondes 420, 520 et 620 nm utilisées par ces indices. Toutefois, on dispose des longueurs d'ondes de 430, 525 et 615 nm. On peut obtenir des valeurs très rapprochées des indices en dupliquant trois fois la structure décrite ci- dessus en relation avec la Fig. unique. Il faut alors compléter l'algorithme de commande et de calcul pour qu'il procède à trois groupes de mesure, et on détermine ensuite les indices.
On peut aussi coupler ces quatre longueurs d'ondes (3 + 1) sur une seule fibre. Le fait que les trois systèmes de mesure de densité optique soient éloignés n'est pas rédhibitoire puisqu'il élimine la non limpidité du milieu. Toujours dans la même application, mais dans un second cas, on s'applique à déterminer les indices caractérisants des vins. On dispose de diodes électroluminescentes pour les longueurs d'ondes suivantes : 430, 450, 500, 525, 570, 585, 590, 615, 645 et 660 nm. En opérant comme déjà décrit, on peut obtenir dix points du spectre d'absoφtion du milieu étudié. On peut alors, par des techniques mathématiques classiques d'approximation, reconstituer la totalité du spectre d'absorption. En inteφolant sur les longueurs d'ondes 420, 520 et 620 nm, on obtient les indices caractérisants.
Dans une troisième application, on s'applique à déterminer le temps restant avant l'extraction maximale. L'existence d'un modèle, qui peut résulter de connaissances ou de mesures expérimentales, de l'extraction des antocyanes et polyphénols dans des moûts rouges en fonction du temps, couplé aux mesures de densité optique et à la mesure du temps de macération permet de prévoir la durée restante pour obtenir un certain degré d'extraction. En pratique, le procédé de la présente invention peut trouver application à tout ce qui nécessite des mesures d'absoφtion en milieu liquide ou non, en particulier en continu (temps réel ou en ligne) d'une part, tout ce qui peut se déduire de la loi de Beer-Lambert et de la spectroscopie d'absoφtion, avec reconstruction du spectre, d'autre part. A titre d'exemples : si un milieu liquide est chargé de grosses particules et qu'il contient un composé absorbant dont on connaît la concentration, on peut déterminer l'opacité du milieu, détermination en ligne de la concentration de composés en solution dans des milieux troubles, détection en ligne de la présence de certains composés.

Claims

REVENDI CATION
1) Procédé de mesure de la densité optique d'un soluté dans un milieu liquide composé d'un solvant et dudit soluté, que ledit milieu soit limpide ou non, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une mesure de la densité optique du milieu à une longueur d'onde λO (DO(totale milieu λO)) qui n'est pas absorbée par le soluté, mais qui peut l'être par le solvant, puis une ou plusieurs mesures de la densité optique du milieu à des longueurs d'onde λ (DO(totale milieu, λ)) et à déterminer la densité optique du soluté au moyen de la relation suivante :
DO(soluté, λ) = DO(totale milieu, λ) - DO(solvant, λ) - DO(totale milieu, λO) + DO(solvant, λO)
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2200512A1 (fr) * 1972-09-21 1974-04-19 Baxter Laboratories Inc
GB2070765A (en) * 1980-02-28 1981-09-09 Bodenseewerk Perkin Elmer Co Spectrophotometry

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