Analyse des boissons. Contrôle qualité des boissons et aliments liquides

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1 Analyse des boissons Contrôle qualité des boissons et aliments liquides

2 02 Metrohm... est le leader mondial sur le marché du titrage propose l ensemble des méthodes d analyse ionique (titrage, voltampérométrie et chromatographie ionique) ainsi qu une gamme complète d équipements pour les analyses NIR est une société suisse qui fabrique exclusivement en Suisse vous fait bénéficier d une garantie contractuelle de 3 ans pour les appareils et 10 ans pour les suppresseurs chimiques destinés à la chromatographie ionique vous soutient grâce à son expertise unique en matière d applications met à votre disposition gratuitement plus de 1400 applications vous apporte partout dans le monde un service de premier ordre sur site n est pas cotée en bourse, mais appartient à une fondation est gérée de manière pérenne et fait passer les intérêts de ses clients et de ses employés avant la recherche du profit maximum

3 Metrohm des analyses sur mesure pour l industrie des boissons La loi impose des exigences élevées L industrie des boissons est soumise à des directives particulièrement strictes concernant la qualité et la sécurité de ses produits. Ce n est pas sans raison : si des boissons contaminées arrivaient dans le commerce, les conséquences pourraient être gravissimes, et pas seulement pour les consommateurs. Conformité réglementaire Afin de pouvoir satisfaire aux normes de qualité et de sécurité élevées de l industrie des boissons, il est impératif de disposer en laboratoire d appareils et de méthodes irréprochables. Ces derniers doivent également satisfaire à des exigences élevées, dont la clé de voûte est la conformité réglementaire. Vous pouvez compter sur notre soutien En tant que fabricant leader d appareils destinés à la chimie analytique, nous sommes conscients des défis qui nous attendent. Dans cette optique, Metrohm vous propose non seulement les appareils les plus modernes, mais également des solutions complètes pour des opérations tout à fait concrètes. Vous serez au contact d interlocuteurs qui sont des spécialistes expérimentés, rompus au développement d applications sur mesure et qui sauront vous offrir le meilleur service pour tous les aspects touchant à la conformité réglementaire. Vous découvrirez dans les pages ci-après les solutions développées par Metrohm à l intention de l industrie des boissons, et tout spécialement pour vous, afin de garantir la qualité et la sécurité de vos produits. 03 Les appareils de Metrohm satisfont aux exigences des nombreuses directives administratives, dont le règlement FDA 21 CFR, partie 11.

4 Sélection de méthodes pour l analyse des boissons 04 Le tableau ci-après est classé par catégories de boisson : boissons sans alcool, boissons alcoolisées et aliments liquides. Il présente une sélection des paramètres à surveiller dans le cadre du contrôle qualité, ainsi que les normes correspondantes et les numéros des pages de cette brochure traitant de l application concernée. Metrohm propose également des analyses conçues pour l évaluation des opérations de nettoyage et de désinfection dans les installations de fabrication des boissons ainsi que pour le contrôle qualité des revêtements pour les emballages de boissons. Boissons sans alcool Paramètre Norme Méthode Page * Boissons sans alcool Généralités Eau (potable) Boissons rafraîchissantes Jus de fruits et de légumes Valeur ph Mesure de la valeur ph 6-8 Acide total titrable AOAC Titrage 9, Concentration en sucre en degrés Brix ISO Densimétrie par tube en U oscillant Teneur en dioxyde de carbone Mesure de la pression et de la température Dureté totale Analyse de process, colorimétrie ou titrage 35 Chlorure Titrage 9 Phosphore total Titrage Anions et cations Chromatographie ionique 20 Hydrates de carbone, alcools de sucre Chromatographie ionique 23 Acides (organiques) Chromatographie ionique 24 Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Cr, Fe Voltampérométrie 27 ISO Valeur ph ASTM D 1293 Mesure de la valeur ph EPA Dureté totale EPA Titrage 9 Dureté totale Analyse de process, colorimétrie ou titrage 35 Alcalinité ISO 9963 Titrage Indice de permanganate DIN EN ISO 8467 Titrage 9 Sulfate Titrage (thermométrique) 15 DIN EN ISO Anions ASTM D 4327 Chromatographie ionique EPA 300.1, Part A ISO Oxyhalogénures : bromate, chlorure, DIN EN ISO Chromatographie ionique chlorate ASTM D 6581 EPA 300.1, Part B Cations ISO ASTM D 6919 Chromatographie ionique Phénols Chromatographie ionique Préparation des échantillons CN selon DIN Voltampérométrie U(VI) DIN Voltampérométrie Zn, Cd, Pb, Cu, Tl, Ni, Co DIN Voltampérométrie 27 Mn, Al Analyse de process, colorimétrie 35 Vitamine C (acide ascorbique) Titrage 9 Caféine Chromatographie ionique Vitamine C (acide ascorbique) Voltampérométrie 27 Vitamine C (acide ascorbique) AOAC Titrage Acide total titrable Titrage 9 Indice de formol Titrage Alcalinité des cendres Titrage Potassium Titrage Acides (organiques) Chromatographie ionique 24 Phénylalanine, aspartame, caféine Chromatographie ionique Glucuronlactone Chromatographie ionique Vitamine C (acide ascorbique) Voltampérométrie 27 Acide fumarique AOAC Voltampérométrie Saccharine SLB Voltampérométrie Pb AOAC Voltampérométrie 27 Valeur ph des produits à base de cacao AOAC Mesure de la valeur ph Acide total titrable dans le café torréfi é AOAC Titrage 9 Azote Kjeldahl Titrage après distillation selon la méthode Kjeldahl Teneur en eau des produits à base de cacao AOAC Titrage Karl Fischer Boissons infusées Teneur en eau du café instantané ISO Titrage Karl Fischer (café, thé, chocolat, etc.) Teneur en eau du café torréfi é ISO Titrage Karl Fischer Teneur libre et totale en hydrates de carbone du café instantané ISO Chromatographie ionique 23 Sucres directement réducteurs Chromatographie ionique 23 Caféine Chromatographie ionique

5 Boissons alcoolisées Paramètre Norme Méthode Page * Acide total titrable AOAC Titrage 9, Concentration en sucre en degrés Brix ISO Densimétrie par tube en U oscillant Teneur en dioxyde de carbone Mesure de la pression et de la température Boissons alcoolisées Chlorure Titrage 9 Généralités Sulfate Titrage Anions et cations Chromatographie ionique 20, 24 Hydrates de carbone, alcools de sucre Chromatographie ionique 23 Valeur ph AOAC Mesure de la valeur ph 7 Bière Acides alpha dans le houblon EBC 7.4 Titrage Alcalinité de l eau de brassage Analyse de process, titrage 35 Valeur ph AOAC Mesure de la valeur ph 7 Acide sulfureux AOAC Titrage 9 Teneur en dioxyde de carbone AOAC Titrage AOAC Acide total titrable Titrage AOAC Vin Alcalinité des cendres Titrage Vitamine C (acide ascorbique) Titrage Acides (organiques) Chromatographie ionique Amines biogènes Chromatographie ionique 24 Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Co, Cr, Fe Voltampérométrie 27 Spiritueux Acide total titrable dans les alcools distillés AOAC Titrage 9 05 Aliments liquides Paramètre Norme Méthode Page * Valeur ph Mesure de la valeur ph 6-7 Indices d iode et de peroxyde Titrage 9 Acide total titrable Titrage Aliments liquides Anions et cations Chromatographie ionique 22 Généralités Acides (organiques) Chromatographie ionique 24 Hydrates de carbone, alcools de sucre Chromatographie ionique 23 Zn, Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Cr, Fe Voltampérométrie 27 Chlorure dans les produits laitiers Titrage 9 Sodium dans les produits laitiers Titrage thermométrique 15 Vitamine C (acide ascorbique) Titrage Calcium Titrage 9 Azote Kjeldahl Titrage après distillation selon la méthode Kjeldahl Lait, boissons lactées et Choline Chromatographie ionique au yaourt Mélamine Chromatographie ionique 22 Lactose dans les produits sans lactose Chromatographie ionique Hydrates de carbone, alcools de sucre Chromatographie ionique 23 Pb AOAC AOAC Voltampérométrie 27 Contrôle des process de nettoyage et de désinfection des installations de fabrication de boissons et contrôle qualité des revêtements pour les emballages de boissons Paramètre Norme Méthode Page Valeur ph et conductivité Mesure de la valeur ph et de la conductivité 6-7 Avancement du processus de nettoyage Analyse de process, colorimétrie 35 Acide peracétique dans les installations de remplissage Emballages de boissons Qualité du revêtement Spectroscopie d impédance électrochimique 28 * Les champs sans n de page correspondent aux applications de Metrohm qui ne sont pas décrites dans cette brochure. Veuillez contacter votre agence Metrohm pour de plus amples informations.

6 Mesure ph 06 La valeur ph est un paramètre important pour le contrôle de la qualité des boissons. Elle a une influence significative sur leur digestibilité, leur goût et leur stabilité. Lors de la fermentation alcoolique, la valeur ph contrôle l activité des enzymes, raison pour laquelle elle doit faire l objet de vérifications régulières. De même que les boissons sont toutes différentes les unes des autres, les exigences vis-à-vis de l électrode ph utilisée pour la mesure sont extrêmement diverses. Le choix d un diaphragme approprié pour l échantillon de boisson revêt une importance toute particulière, faute de quoi l échantillon risque de colmater rapidement le pont électrolytique, ce qui peut fausser les résultats de la mesure. Le tableau ci-après présente des exemples d électrodes Metrohm appropriées pour la détermination de la valeur ph des différentes boissons. Échantillon Eau potable Boissons diverses (vin et spiritueux, jus de fruits et de légumes, etc.) Boissons protéinées, p. ex. le lait Électrode (nº de commande) Aquatrode plus ( ) Unitrode ( ) Porotrode ( ) Propriétés Garantit des mesures précises et des temps de réponse très courts, même dans des solutions à faible force ionique ou peu tamponnées Diaphragme rodé fixe insensible à la contamination Électrolyte de référence sans entretien, électrode intermédiaire variable pour applications spéciales Longueur optimisée pour les applications de passeur d échantillons Usage universel Temps de réglage réduits en cas de variations de température Diaphragme rodé fixe insensible à la contamination Spécialement conçue pour les échantillons visqueux, fortement contaminés ou contenant des protéines Diaphragme capillaire nécessitant peu d entretien

7 Détermination de la valeur ph des boissons alcoolisées La valeur ph est très importante pour les systèmes biologiques. Elle agit sur la croissance des micro-organismes, la coloration ou la teinte, le goût, le potentiel redox et le rapport entre le SO 2 libre et lié, elle influe sur la formation ou la prévention des turbidités dues au phosphate ferrique, etc. 07 S il n y a pas de rapport direct entre la valeur ph et la teneur en acide total titrable, il existe néanmoins une relation (empirique) entre la valeur ph et le rapport entre l hydrogénotartrate de potassium et l acide tartrique. L Unitrode, une électrode ph à usage universel, est préconisée pour le vin, la bière et les spiritueux. Elle se distingue par son diaphragme rodé fixe, insensible à la contamination. Quelques exemples Valeur ph de la bière AOAC Valeur ph du vin AOAC Détermination de la valeur ph des boissons avec le 826 ph mobile Facilité d utilisation grâce à l afficheur multiligne clairement structuré Reconnaissance automatique des tampons Vaste gamme d accessoires fournis par un seul et même prestataire Solution tampon ph en sachets Les solutions tampon ph 4, 7 et 9 en sachets garantissent une calibration précise de l électrode ph. Le ph-mètre portable 826 ph mobile

8 08 08 Robustes, fiables et simples à utiliser : les ph-mètres Metrohm Détermination de la valeur ph à l aide des ph-mètres 826 ph mobile et 827 ph lab Que ce soit pour une mesure de la valeur ph en laboratoire ou dans le cadre d une utilisation mobile, vous devez toujours respecter les bonnes pratiques de laboratoire (BPL) : calibration 3 points, reconnaissance automatique des tampons, compensation de la température, identification des échantillons, impression conforme aux BPL et grande mémoire pour enregistrer les résultats des mesures. 780 ph Meter et 781 ph/ion Meter Si vous souhaitez une précision absolue, le 780 ph Meter est fait pour vous : calibration 9 points, contrôle de l agitateur, test d électrode pour les électrodes ph en verre, mémoire des méthodes et interface RS232. En plus de la mesure du ph, le 781 ph/ion Meter permet la détermination de différents ions (p. ex. Cl, F, NH 4 + ) soit par mesure directe, soit par addition standard entièrement automatique. Robustes, fi ables et simples à utiliser : les ph-mètres de Metrohm

9 Titrage Profitez de notre grande expérience en matière d applications Nous vous proposons une large gamme d applications potentiométriques dans le domaine des boissons. Un grand nombre de ces applications ont été élaborées en s appuyant sur les publications suivantes : Procédé Normalisé Allemand pour l examen des eaux, des eaux usées et des boues Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists (AOAC, USA) Manuel suisse des denrées alimentaires (MSDA) U.S. Environmental Protection Agency (EPA) Exemple : stabilisation par les sulfites Les sulfites ont un effet antimicrobien et antioxydant. Leur utilisation permet d améliorer la durée de conservation du vin. Ils peuvent cependant provoquer des intolérances chez les consommateurs. Les technologies de vinification actuelles permettent de plus en plus de produire des vins exempts de sulfites (moins de 10 mg/l de sulfites). Aperçu de quelques applications Acide sulfureux dans le vin AOAC Acide total titrable dans les AOAC alcools distillés Dureté totale de l eau potable EPA Acide total titrable dans les AOAC boissons sans alcool Acide total titrable dans le café torréfié AOAC Acide oxalique dans les fruits et les AOAC conserves de fruits Acide ascorbique (vitamine C) dans les jus AOAC Mais il n est pas possible de produire des vins liquoreux sans soufre, car leurs teneurs élevées en sucres résiduels constituent un terrain optimal pour toutes sortes de micro-organismes. Les valeurs limites pour la teneur résiduelle en SO 2 diffèrent suivant la région et le vin. 09 Électrodes pour le titrage La bonne électrode pour chaque application Le choix de l électrode adéquate est un facteur décisif pour le titrage. Avec des électrodes combinées, le diaphragme doit être choisi avec soin afin d éviter tout risque de blocage du pont électrolytique. Le temps de réponse de l électrode est également très important, surtout en cas de titrage à point final déterminé. En effet, un temps de réponse trop long de l électrode indicatrice peut conduire à un surtitrage et donc fausser les résultats. Le tableau suivant présente les électrodes Metrohm appropriées pour les différentes applications. Domaine d utilisation Électrode Metrohm Général Ecotrode Plus Acide total titrable dans les boissons alcoolisées Unitrode Dureté carbonatée, capacité acide de l eau, valeurs TA et TAC Aquatrode plus Détermination du Ca 2+, Mg 2+ (par voie complexométrique) EIS Ca Indice de permanganate Titrode Pt Acide total titrable dans les produits laitiers Porotrode Teneur en Calcium des produits laitiers EIS Cu Azote Kjeldahl dans le lait Ecotrode Gel Vitamine C dans les jus de fruits Électrode double à 2 feuilles de Pt Indice de formol Unitrode Indices d iode et de peroxyde Titrode Pt Chlorure en général, teneur en sel de cuisine des boissons Titrode Ag Vous trouverez d autres exemples ainsi que des conseils pratiques pour l utilisation des électrodes Metrohm en consultant les fiches techniques intitulées «Électrodes pour le titrage» et «Électrodes pour la mesure du ph». Vous pourrez les télécharger gratuitement à la page

10 10 Titreurs et Passeurs d échantillons pour l analyse des boissons Le titrage avec Metrohm : des solutions pour tous les budgets et toutes les exigences Avec le Food Titrino plus, le Food Ti-Touch et le Food Titrando, Metrohm vous propose trois packages de titrage complètement équipés. Quel que soit le package pour lequel vous optez, la facilité d utilisation, la sécurité et la fiabilité sont toujours au rendez-vous : Des unités interchangeables ou de distribution intelligentes garantissent l utilisation de la bonne solution de titrage tout en assurant sa surveillance. Tous les paramètres importants pour le titrage sont mémorisés dans la méthode, ce qui permet à chacun de parvenir rapidement à des résultats sûrs. Sortie des données conforme aux BPL, sur papier ou sous forme numérique. Food Ti-Touch : un titreur économique destiné aux analyses de routine dans les laboratoires alimentaires. Le package complet comprend une clé USB comportant 100 méthodes pour effectuer les principales déterminations en matière d analyses alimentaires. 814 USB Sample Processor Selon l application, le 814 USB Sample Processor permet d utiliser différents portoirs d échantillons, p. ex. 22 béchers de 120 ml. Le dosage de la quantité de boisson prescrite est entièrement automatique, tout comme la décarbonisation complète des échantillons de vin proposée en option. L automatisation améliore la reproductibilité des résultats et permet de gagner du temps. Les frais inhérents à l automatisation sont amortis très rapidement. Le pilotage du système et la manipulation complète des données sont pris en charge par le logiciel tiamo TM. tiamo TM est le logiciel leader en matière de base de données et de pilotage des appareils de distribution et de titrage, y compris pour l automatisation complète du laboratoire avec un système client-serveur. Son nom tiamo TM signifie «titration and more». En effet, le logiciel tiamo TM, disponible en plusieurs langues, est bien plus qu un simple titreur.

11 Robotic USB Sample Processor XL : un système automatisé pour l analyse du vin. Son portoir peut recevoir jusqu à 100 échantillons pour un titrage direct, selon l application. En option, le système effectue le dosage automatique de l échantillon dans une cellule de titrage externe ou la décarbonisation. Son haut niveau d automatisation garantit le titrage de chaque échantillon dans des conditions identiques, ce qui assure des résultats traçables et reproductibles. 862 Food Beverage Compact Titrosampler : une unité de titrage compacte automatisée pour des volumes d analyse moyens. Le Titrosampler se distingue par son encombrement minimal ; le titreur et le passeur d échantillons sont réunis en un seul appareil. Food Titrando : un titreur haut de gamme pour les plus exigeants. Traçabilité complète des résultats de mesure, gestion centralisée des données avec l option client-serveur, lancement des méthodes fréquemment utilisées par raccourcis écran (Touch Control 900), modèles de méthodes, développement individuel de méthodes, possibilité d automatisation complète, etc.

12 12 Acides alpha dans le houblon selon EBC 7.4 Le houblon joue un grand rôle dans le processus de brassage parce qu il a une influence décisive sur l arôme, l amertume et la durée de conservation de la bière. Les acides alpha contenus dans le houblon déterminent l amertume de la bière. L amertume est indiquée en IBU (International Bittering Units), 1 IBU correspondant exactement à 1 mg d acides alpha dissous. La quantité de houblon ajoutée doit être dosée avec précision pour obtenir l amertume souhaitée à la fin du processus de brassage. Différentes variétés de houblon sont utilisées selon le type de bière. Elles se distinguent par leur teneur en acides alpha. La teneur en acides alpha est déterminée par titrage conductimétrique avec une solution d acétate de plomb conformément à la Convention européenne de la brasserie (EBC 7.4). Cette méthode est utilisable pour tous les produits à base de houblon, par exemple les cônes, pellets ou extraits de houblon.

13 13 Simple, rapide et économique Grâce au 856 Conductivity Module associé au logiciel de titrage tiamo TM, Metrohm offre un système de détermination simple, rapide et économique des acides alpha dans le houblon conformément à EBC 7.4. Les produits à base de houblon sont d abord extraits avec du toluène. Il suffi t à l utilisateur d ajouter une fraction aliquote de l extrait de toluène dans la cellule de titrage ; l ajout du méthanol et le titrage s effectuent automatiquement par simple pression d un bouton. À la fi n de la détermination, le résultat peut être calculé dans le format souhaité et un rapport personnalisable peut être sauvegardé sous forme de fi chier PDF ou directement imprimé. Toutes les données concernant la détermination sont archivées dans la base de données tiamo TM. Courbe type d un titrage d acides alpha dans les produits à base de houblon

14 Le titrage thermométrique complète la gamme des méthodes de titrage 14 Le titrage thermométrique est une méthode de détermination polyvalente qui vient compléter le titrage potentiométrique. Il s utilise notamment lorsque les capteurs potentiométriques ne conviennent pas pour l application envisagée. La seule condition préalable à l utilisation du titrage thermométrique est une variation de la température suffisamment importante dans la solution d échantillon. Piloté par le logiciel tiamo TM, le titrage thermométrique se distingue par sa simplicité d utilisation et ses temps d analyse très courts. L automatisation est particulièrement intéressante dans ce cas, car elle permet de gagner beaucoup de temps. Le capteur ne nécessite aucune calibration ni aucun entretien et convient de manière optimale aux matrices d échantillons agressifs. Le principe du titrage thermométrique Chaque réaction chimique est associée à une modification de l enthalpie de réaction. Cela entraine soit une augmentation (réaction exothermique), soit une diminution (réaction endothermique) de la température dans la solution d échantillon. L addition continue du titrant modifie la température dans la solution d échantillon jusqu à la réaction quantitative de l analyte. C est le point final du titrage, matérialisé par une cassure de la courbe de titrage. Thermoprobe : un seul capteur pour une multitude de titrages thermométriques Courbe de température d un titrage exothermique Un dispositif compact : le 859 Titrotherm (au centre) associé au 801 Stirrer

15 15 Quelques exemples Sulfate dans l eau potable Le sulfate sous forme de solution acide est précipité par ajout d une solution de chromate de baryum. Un ajout dosé d ammoniac permet de précipiter aussi l excédent de chromate de baryum. La part résiduelle de chromate soluble correspond à la quantité de sulfate et peut être déterminée par titrage avec une solution de fer(ii) par détection du point final thermométrique. Sodium dans les produits laitiers En règle générale, la teneur en sodium des boissons est déterminée indirectement par une réaction de précipitation avec du nitrate d argent. On suppose dans ce cas que les ions de chlorure se trouvent dans un rapport molaire de 1 : 1 avec les ions de sodium. Ce n est toutefois pas le cas lorsque la matrice (comme souvent dans les boissons riches en sodium) contient d autres substances telles que le benzoate de sodium et le glutamate monosodique ou des sels comme le chlorure de potassium. Détermination thermométrique de la teneur en sulfate d un échantillon d eau potable. Le logiciel de titrage défi nit le point fi nal à partir de la dérivée seconde (rouge) de la courbe de titrage (bleue). L inconvénient des méthodes établies de détermination directe du sodium telles que l AAS ou l ICP/MS est le coût d acquisition très élevé des appareils nécessaires. Le titrage thermométrique constitue une alternative économique et simple à réaliser. Les protéines contenues dans l échantillon de lait sont d abord précipitées avec de l acide trichloroacétique, puis séparées par filtration ou centrifugation. Une fraction aliquote est titrée en présence de NH 4 F à une valeur ph de 3 avec une solution de nitrate d aluminium contenant un excédent d ions de potassium. La réaction exothermique produit du NaK 2 AlF 6 insoluble.

16 Détermination de la teneur en eau selon Karl Fischer La teneur en eau des boissons ainsi que du cacao et du Par voie volumétrique ou coulométrique? 16 café sous leurs formes solides a une grande influence sur Les boissons présentent une teneur en eau comprise leur qualité et leur durée de conservation. Le titrage Karl entre 40 et 98 %. Ainsi, il est peu pertinent d effectuer Fischer permet de déterminer facilement la teneur en eau. une introduction directe dans la cellule de titrage car la quantité réduite de la prise d essai entraînerait une erreur de pesée trop importante. Les échantillons de ce type sont prédilués avec du méthanol et déterminés par titrage volumétrique Karl Fischer. Préparation facile des échantillons de substances solides Un mixeur haute fréquence est préconisé pour les substances solides telles que le cacao et le café sous forme de grains ou de poudre. Ce dernier permet une libération rapide de l eau et sert en même temps d agitateur. Les échantillons étant directement préparés dans la cellule de titrage, il n y a pas d absorption d eau supplémentaire, ce qui améliore la qualité des résultats. Dans la plupart des variétés de cacao et de café, l eau n est pas répartie de manière homogène. Par conséquent, l échantillon doit être choisi de manière à représenter une valeur moyenne. À cet effet, une quantité d échantillon plus importante (si nécessaire) est prébroyée et mélangée. L eau est ensuite déterminée dans une fraction aliquote. Il n y a guère de réactions secondaires dans les boissons Les boissons ne présentent guère de réactions chimiques secondaires susceptibles de libérer de l eau ou de réagir avec l iode. Les substances telles que les aldéhydes ou les mercaptans ne sont pas présentes, ou alors en quantités très faibles. Leur part est négligeable compte tenu des teneurs généralement élevées en eau.

17 17 Exemples Le tableau ci-dessous présente différentes matrices d échantillons dans le domaine des boissons dont la teneur en eau peut être déterminée par titrage Karl Fischer. Vous trouverez des informations détaillées et les règlements en matière de titrage dans la monographie gratuite Metrohm «Détermination de l eau par titrage Karl Fischer». Matrice d échantillons Échantillons Type de titrage Boissons sans alcool Jus de fruits, jus de légumes, sirops, limonades Volumétrique Produits laitiers Lait Volumétrique Matières premières entrant dans la fabrication des jus et des nectars Divers fruits et légumes Volumétrique Denrées d agrément (alcool, café, thé, cacao) Matières premières entrant dans la fabrication de la bière Cognac, gin, eau de vie, liqueur, whiskey, vin, fèves de cacao, poudre de cacao (AOAC ), café instantané (ISO 20938), café torréfié, café vert (ISO 11817), poudre de cappuccino Orge, houblon Volumétrique Volumétrique Le 901 Titrando associé au 900 Touch Control et au Polytron PT 1300 D : les échantillons sont broyés directement dans la cellule de titrage. Ils n absorbent aucune humidité supplémentaire au cours de la préparation, ce qui garantit des résultats de mesure fi ables.

18 Automatisation du laboratoire 18 Un fournisseur unique pour tout l éventail de la préparation automatique des échantillons En règle générale, un pipetage et une dilution précise de l échantillon suffisent pour déterminer la valeur ph, l acide total titrable ou la teneur en chlorure des aliments liquides. Metrohm vous propose un large éventail de produits permettant une automatisation rationnelle et précise de la préparation d échantillons liquides. L automatisation : un gain de temps pour des résultats plus précis Outre le titrage direct, l analyse des boissons utilise surtout des méthodes chromatographiques telles que la CI, la HPLC et le GC. Ces techniques de mesure exigent que les échantillons soient sous forme liquide et filtrée avant leur introduction dans la colonne. Les étapes en amont, souvent manuelles, de la préparation d échantillons telles que la décarbonisation des boissons gazeuses le broyage ou l homogénéisation le filtrage le pipetage ou la dilution Titrage entièrement automatique d un échantillon homogénéisé : le 815 Robotic Titration Soliprep automatise la préparation des échantillons et le titrage en un seul processus sans qu il soit nécessaire de remplir plusieurs tables d échantillons ou de déplacer les béchers. Cela évite tout risque de confusion et réduit les délais d immobilisation avant l analyse. sont longues et fastidieuses. Par ailleurs, la préparation manuelle des échantillons induit le risque d un résultat erroné. Il est difficile de garantir une préparation reproductible des échantillons en cas de fortes cadences analytiques et lorsque les échantillons sont préparés par plusieurs opérateurs. Le 815 Robotic Filtration Soliprep

19 Robotic Soliprep : préparation automatique des échantillons sur mesure Les appareils de la famille Robotic Soliprep vous font oublier les fastidieuses routines manuelles ou les erreurs entachant les résultats. Il suffit de peser la substance solide et de la placer sur le portoir d échantillons tout le reste est entièrement automatique. Selon le modèle choisi, plusieurs étapes peuvent être combinées, allant jusqu au raccordement direct à un chromatographe ou la réalisation du titrage dans l échantillon homogénéisé. 19 Filtration entièrement automatique : le 815 Robotic Filtration Soliprep élimine par fi ltration les particules solides résiduelles dans l échantillon homogénéisé. Reste un fi ltrat limpide, prêt à être injecté directement dans l appareil d analyse ou dilué davantage. Robotic Titration Soliprep Robotic Filtration Soliprep Robotic Flexible Soliprep Robotic Soliprep for LC Homogénéisa tion Titrage + Filtration Remplissage dans des flacons + HPLC/GC Raccordement à un appareil LC +

20 Chromatographie ionique 20 La chromatographie ionique (CI) est incontournable dans le domaine de l analyse des boissons. Elle permet de déterminer de manière sûre et précise bon nombre d ingrédients principaux, les composants influant sur le goût et la santé, de même que les traces d impuretés. Détermination multicomposant en une seule analyse Outre les anions et les cations, les hydrates de carbone, les acides organiques et les substances polaires peuvent être quantifiés dans les boissons les plus diverses. L avantage de la chromatographie ionique réside dans sa capacité à déterminer en parallèle des substances chimiques similaires en une seule analyse. La concentration des analytes peut s étendre de la gamme des ng/l jusqu au pourcentage. Bien entendu, tous les appareils CI de Metrohm et le logiciel de chromatographie MagIC Net satisfont aux exigences des normes de la FDA. Gain de temps et économies grâce à la préparation automatique des échantillons À l instar du titrage, la préparation des échantillons revêt une grande importance en chromatographie ionique. Des procédés inline uniques (dont certains sont brevetés par Metrohm) permettent d intégrer la préparation des échantillons dans l analyse et de l automatiser complètement. Cela accroît la sécurité, élimine les opérations manuelles, améliore la reproductibilité et assure la traçabilité de toute l analyse (y compris la préparation des échantillons). Procédés Metrohm de préparation des échantillons inline pour l analyse des boissons Ultrafiltration inline Dialyse inline Dilution inline Extraction inline Élimination de la matrice inline Préconcentration inline Dégazage inline Injection intelligente en boucle partielle L ultrafi ltration inline élimine de manière fi able les particules de la solution d échantillon et protège effi cacement la colonne de séparation de la contamination.

21 Analyse des eaux minérales L analyse des constituants anioniques et cationiques des eaux minérales et de table s effectue par chromatographie ionique. De nombreuses normes ISO, ASTM ou EPA définissent des méthodes de contrôle par chromatographie ionique ainsi que les limites contraignantes pour les ions nocifs pour la santé tels que le bromate. La réglementation française prévoit pour le bromate une valeur limite de 10 μg/l pour les eaux potables. Une valeur limite de 3 μg/l a été définie pour les eaux minérales. La directive de l UE concernant l eau destinée à la consommation humaine et l Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis exigent des concentrations maximales en bromate identiques. 21 D autres ions tels que l iodure influent sur le goût, raison pour laquelle leur concentration dans les eaux minérales doit être surveillée. Intensité [mau] Bromate ; 0.5 µg/l Temps [min] 7 Analyse d un échantillon d eau minérale additionné de 0,5 μg/l de bromate avec dérivatisation post-colonne et détection UV/VIS ; colonne : Metrosep A Supp /4,0 ; éluant : 100 mmol/l H 2 SO 4, 19,3 μmol/l d heptamolybdate d ammonium, 0,8 ml/min ; température de la colonne : 45 C ; réactif post-colonne : 0,27 mol/l KI, 0,2 ml/min, longueur d onde 352 nm ; volume d échantillon : 1 ml Le 940 Professional IC Vario associé au 944 Professional UV/VIS Detector Vario et au 943 Professional Reactor Vario : le système idéal pour vos analyses de bromate.

22 22 Conductivité [µs/cm] Chlorure ; 9.9 mg/l Temps [min] Analyse des ions d un lait de type UHT, CI avec détection de conductivité ; colonne : Metrosep A Supp 5-100/4,0 ; éluant : 3,2 mmol/l Na 2 CO 3, 1,0 mmol/l NaHCO 3, 0,7 ml/min ; température de la colonne : 30 C ; volume d injection : 20 μl Phosphate ; 17.4 mg/l Sulfate ; 1.1 mg/l Analyse des produits laitiers Qu il s agisse de produits laitiers sous forme d aliments pour bébés, de yaourt, de lait à boire ou d aliments sans lactose, l analyse des ions est la pierre angulaire du contrôle qualité. La dialyse inline est une méthode efficace de préparation des échantillons permettant de séparer la matrice contenant les protéines de manière totalement automatique. Elle se substitue à la fastidieuse opération manuelle de précipitation des protéines avec le réactif Carrez. La chromatographie ionique permet la détermination des anions (tels que l iodure, le chlorure, le phosphate, le sulfate, le nitrate, le nitrite, le thiocyanate, le cyanurate et le perchlorate), des cations (tels que le sodium, l ammonium, le potassium, le calcium, le magnésium et la mélamine) et des hydrates de carbone (tels que le galactose et le lactose). Dialyse inline : la préparation idéale d échantillons inline pour la séparation des protéines, huiles et particules préalablement à l analyse par chromatographie ionique.

23 Analyse des hydrates de carbone et des édulcorants D où provient le goût sucré? Pour de nombreuses boissons, il est très difficile de répondre à cette question. Pour trouver la réponse, il faut d abord connaître la composition des hydrates de carbone. De même, la détermination des alcools de sucre et des édulcorants tels que les glycosides de stéviol est indispensable. Le tableau ci-après présente divers composants pouvant être analysés de manière fiable dans de nombreuses matrices de boissons par chromatographie ionique et ampérométrie pulsée (PAD). Il indique également le type de préparation d échantillons utilisé. 23 Matrice Préparation des échantillons Propylène glycol Inositol Glycérol Xylitol Sorbitol Mannitol Ribose Xylose Arabinose Mannose Glucose Fructose Galactose Maltose Lactose Lactulose Saccharose Cellobiose Maltotriose Raffinose Maltotétraose Maltopentaose Maltohexaose Maltoheptaose Glycoside de stéviol (stévia) Cola D Cola light D Jus de pomme F, D Jus d orange F, D Jus de tomate F, D + + Sirop d érable D Sirop de maïs D Extrait de betterave rouge D Café soluble E, F, D Thé soluble F, D Bière U, D + Moût de bière F, D Vodka D Boissons lactées Dialyse Polyoles, alcools de sucre, monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, glycosides de stéviol E : Extraction, F : Filtration, U : Traitement par Ultrasons, D : Dilution Le 940 Professional IC Vario associé au 858 Professional Sample Processor pour l analyse ionique avec dialyse inline intégrée.

24 24 Acides et anions contenus dans le vin Les acides sont un composant important du vin. Ils assurent sa conservation et lui confèrent sa personnalité et son caractère. Le vin contient plusieurs types d acides. Les acides particulièrement importants sont l acide tartrique, l acide malique et l acide lactique ainsi que le gaz carbonique dissous dans les vins mousseux et pétillants. La méthode se prête donc également à l analyse de nombreuses autres boissons. Amines biogènes contenus dans le vin Outre la détermination des différents acides, la chromatographie ionique permet également celle des amines biogènes tels que l histamine, la tyramine, la putrescine et la phényléthylamine produites lors de fermentation malolactique Conductivité [µs/cm] Chlorure Succinate Malate Sulfites Tartrate Sulfate Temps [min] Analyse des ions et des acides organiques présents dans le vin ; colonne : Metrosep A Supp /4,0 ; éluant : 5,0 mmol/l Na 2 CO 3 et 5,0 mmol/l NaHCO 3, 1,0 ml/min ; volume d échantillon : 20 μl ; dilution inline : 1:10 Libre choix de l éluant Il existe un éluant optimal adapté à chaque application qui se distingue par sa composition particulière, que ce soit la combinaison de sels dissous ou l addition de solvants organiques. Metrohm vous propose une solution entièrement automatique pour toute séparation chromatographique : le 941 Eluent Production Module est très flexible, il prend en charge la fabrication des éluants.

25 La façon la plus efficace d effectuer des analyses Une souplesse qui offre de nombreuses possibilités d applications La chromatographie ionique est toute désignée pour les analyses de boissons. Anions, cations, acides organiques, amines, hydrates de carbone : tout est analysable par un seul système. Les étapes manuelles sont largement intégrées dans l automatisation, ce qui offre des gains de temps appréciables tout en améliorant la reproductibilité et la précision. MagIC Net MagIC Net un logiciel puissant destiné à la chromatographie ionique qui garantit un travail efficace. Les avantages de MagIC Net Utilisation simple et intuitive Interface utilisateur configurable Grande flexibilité Gestion moderne des données Puissant générateur de rapports Fonctions complètes de pilotage et de surveillance Traçabilité totale de toutes les données Logiciel client-serveur Conformité avec les BPL et toutes les exigences de la FDA Disponible dans de nombreuses langues 25 Analyse d un vin étalon contenant les substances suivantes : Li +, Na +, NH + 4+, K +, Mg 2+, Ca 2+, putrescine, cadavérine et histamine, au moyen du 940 Professional IC Vario ; colonne : Metrosep C 1-125/4,6 ; éluant : 2,5 mmol/l de HNO 3 avec 10 % d acétone ; dilution inline 1:10 ; volume d échantillon : 10 μl Vous gagnez du temps grâce à l ultrafiltration inline Metrohm grâce à la dilution inline Metrohm grâce à la production d éluant inline Vous économisez de l argent grâce aux faibles coûts de fonctionnement grâce à 10 ans de garantie sur le suppresseur grâce à 3 ans de garantie sur tous les appareils grâce à la disponibilité des pièces de rechange pendant 10 ans après l arrêt de la production

26 Voltampérométrie 26 Une sensibilité de détection élevée avec des coûts réduits La voltampérométrie est une méthode d analyse électrochimique qui, grâce au tracé d une courbe courant-tension, fournit des informations sur la nature et la quantité des substances contenues dans un échantillon dissous. La voltampérométrie revêt une grande importance du fait de sa précision et sa sensibilité élevées, de la possibilité de spéciation de l analyse et de son excellent rapport qualité/prix. Grâce à sa sensibilité de détection élevée, la voltampérométrie permet de déterminer la contamination des boissons par des ions de métaux lourds. Les métaux lourds étant partiellement complexés par la matrice organique des boissons, les échantillons doivent d abord être désagrégés. Quelques substances organiques présentes dans certaines boissons, p. ex. la vitamine C, les vitamines du groupe B ou la quinine, peuvent également être déterminées par voltampérométrie. 797 VA Computrace Le 797 VA Computrace est un système d analyse voltampérométrique moderne, piloté par ordinateur. Le potentiostat/galvanostat intégré garantit une précision élevée avec un bruit de fond réduit. Le logiciel PC livré avec l appareil effectue la détermination et les calculs, puis archive les résultats. Le 909 UV Digester : élimine rapidement les constituants organiques gênants dans l échantillon grâce à la désagrégation par UV Le 797 VA Computrace : permet la détermination sensible des traces de métaux et de certaines vitamines dans les boissons

27 27 Quelques exemples Uranium dans les eaux minérales conformément à la norme DIN 38406, partie 17 Pour l uranium, qui est une substance hautement toxique et radioactive, l Organisation Mondiale de la Santé (OMS) préconise une teneur limite dans l eau potable de 30 μg/l pour les adultes. Contrairement aux méthodes d analyse spectroscopique fastidieuses et coûteuses, le 797 VA Computrace permet une détermination simple et peu onéreuse de l uranium dissous à des concentrations de l ordre du ng/l. L analyse est décrite dans l «Application Note» V-045, Uranium in drinking water. Cadmium, plomb et cuivre dans le vin (également zinc, nickel, cobalt, chrome, fer, etc.) L analyse des métaux lourds dans le vin fournit des indications relatives au type et à la concentration des contaminations présentes. Vu l importance de ces éléments, il est indispensable de disposer de méthodes efficaces pour procéder à leur détermination exacte. Le 797 VA Computrace permet la détermination des métaux lourds présents dans le vin (V-092 à V-094 et V-201) après une désagrégation par UV effectuée par le 909 UV Digester. La méthode donne aussi d excellents résultats pour d autres matrices de boissons. Cu 150 I [na] Cd Pb Détermination voltampérométrique de l uranium(vi) dans l eau potable U [V] Zinc, cadmium, plomb, cuivre, thallium, nickel et cobalt dans l eau conformément à la norme DIN 38406, partie 16 Ces ions métalliques doivent être déterminés à intervalles réguliers dans des échantillons d eau potable. La norme DIN 38406, partie 16, décrit les analyses correspondantes dans différentes eaux. La détermination des métaux lourds dans l eau potable est expliquée dans les «Application Notes» suivantes : AN-V-086 Cadmium, lead, and copper in drinking water AN-V-087 Nickel and cobalt in drinking water AN-V-091 Iron in drinking water 0.00 Détermination voltampérométrique du cadmium (concentration < limite de détection), du plomb (17,7 μg/l) et du cuivre (192,8 μg/l) dans le vin rouge après désagrégation par UV Vitamine C dans les fruits, légumes et jus Les échantillons sont formés par des jus de fruits et de légumes prêts à consommer et permettant une analyse directe et simple. Des jus de fruits fraîchement pressés conviennent également (V-073). Les boissons gazeuses doivent être dégazées préalablement à l analyse (V-095). La base de données de Metrohm comprend plus de 1400 applications supplémentaires à télécharger gratuitement :

28 Instruments de mesure et méthodes électrochimiques pour le contrôle qualité des emballages de boissons 28 Emballages en fer blanc revêtu Outre le verre et les matières plastiques, la plupart des boissons sont conditionnées et conservées dans du fer blanc. Le fer blanc se compose d un substrat de métal, généralement de la tôle d acier, dont la surface est revêtue d étain (FeSn 2 ). La couche d étain, quant à elle, est passivée à l aide d une couche d oxyde. Cette dernière reçoit une couche de scellement organique de qualité alimentaire qui a pour fonction de protéger la couche métallique sous-jacente contre la corrosion. Les réactions se produisant au niveau de cette couche d interface entre la boisson et l emballage sont de nature électrochimique et peuvent donc être analysées par des potentiostats. Une couche de scellement défectueuse peut être détectée rapidement et facilement. Spectroscopie d impédance électrochimique (SIE) La spectroscopie d impédance électrochimique (SIE) convient tout particulièrement pour l expertise de ces interfaces complexes durant tout le processus de production. Le contrôle par SIE est non destructif et fournit en quelques minutes des informations sur la qualité du revêtement, notamment sa porosité et sa perméabilité, ou l absorption de liquide par le revêtement. Autolab PGSTAT204 Le nouvel Autolab PGSTAT204 permet d analyser les propriétés électrochimiques des revêtements d emballages pour boissons : le potentiostat/galvanostat permet, en liaison avec le module FRA32M, des mesures d impédance électrochimiques avec une sensibilité élevée. Le PGSTAT204 est peu encombrant. Il intègre un potentiostat/galvanostat avec une tension de sortie de 20 V et un courant maximal de 400 ma. Son extension est possible à tout moment grâce à des modules supplémentaires, comme le montre l exemple des mesures d impédance par le module FRA32M sur les couches d interface des emballages de boissons. Pour les mesures d impédance électrochimiques sensibles : l Autolab PGSTAT204 associé au module FRA32M

29 Systèmes d analyse atline et online de Metrohm Applikon Les systèmes d analyse atline et online de Metrohm Applikon sont utilisés par les secteurs industriels les plus divers pour le contrôle des procédés. Des méthodes de pointe en matière d analyse d espèces ioniques permettent d obtenir des résultats d analyse fiables directement pendant le déroulement du procédé : mesure de la valeur ph, de la conductivité et du potentiel redox, titrages, titrage Karl Fischer, photométrie, mesure à l aide d électrodes ioniques spécifiques (méthode des ajouts dynamiques) et voltampérométrie. Metrohm Applikon est le spécialiste des analyses atline et online et dispose de plus de 35 ans d expérience dans ce domaine. Nous proposons une large gamme d analyseurs de process et de systèmes de préparation d échantillons pour les applications les plus diverses dans les secteurs les plus variés. Metrohm Applikon est une entreprise du groupe Metrohm et vous apporte son soutien dans 35 pays à travers ses propres structures. Nos spécialistes se tiennent à votre disposition pour vous conseiller lors de la planification, préparer un projet sur mesure pour votre système d analyse, le mettre en service et vous assister au quotidien par des services d entretien et de réparation professionnels. Metrohm Applikon est votre partenaire offrant fiabilité et compétence pour une coopération à long terme. 29 Analyse en laboratoire offline Prélèvement manuel de l échantillon pendant le fonctionnement Transfert de l échantillon au laboratoire Enregistrement et analyse en laboratoire Analyse atline Prélèvement manuel de l échantillon pendant le fonctionnement Analyse automatique directement pendant le déroulement du procédé Détermination d un ou plusieurs paramètres Plusieurs points de mesure Fréquence des analyses faible à moyenne Résultats d analyse rapidement disponibles sur place Analyse online Prélèvement d échantillons via une conduite de dérivation Préparation des échantillons automatisée Analyse entièrement automatique Temps de réponse ultra-rapide et fréquence d analyse élevée Les résultats sont utilisés comme données d entrée pour la régulation

30 Analyse de process atline 30 Surveillance des processus de production de boissons Dans l industrie des boissons, la matière première a un long chemin à parcourir avant d être transformée en produit final. De nombreuses étapes de production telles que le broyage, la filtration, la fermentation, mais également le réchauffement, la cuisson, la pasteurisation, la stérilisation ou la distillation sont nécessaires pour permettre le traitement et la conservation d un produit. En plus du contrôle final prévu par la loi, la surveillance des différentes étapes de production revêt une grande importance puisqu il s agit de maximiser le rendement et la productivité. S il faut analyser en laboratoire des échantillons issus des différentes étapes de transformation, un temps précieux est perdu pendant lequel la transformation ou le remplissage du produit s interrompt. La réalisation de ces analyses sur place, directement pendant le processus de production, représente un avantage considérable. L ADI 2045PL : un appareil robuste et flexible Metrohm Applikon propose un système d analyse alliant robustesse et simplicité d utilisation, directement installé au cœur du procédé. L échantillon est dirigé vers l ADI 2045PL et l analyse est lancée par simple pression d un bouton. Le système est constitué de composants Metrohm éprouvés. De conception parfaitement modulaire, l ADI 2045PL est configuré pour répondre aux exigences analytiques et s intègre de manière optimale dans les réseaux de communication par ses modules d entrées-sorties (typiquement 4 20 ma). Quelques minutes après le prélèvement d échantillons, les informations pertinentes concernant le procédé sont à la disposition du LIMS ou de la salle de contrôle. L analyseur ADI 2045PL atline est donc idéal pour une surveillance rapide et indépendante des procédés dans l industrie. Un système d analyse ADI 2045PL se compose d une unité de contrôle munie d un écran tactile TFT et d un module d analyse adapté à l application correspondante. L ADI 2045PL convient parfaitement pour une utilisation dans un environnement de production contraignant grâce à son boîtier protégé contre les éclaboussures d eau (type de protection du boîtier IP66/NEMA 4). Les normes d hygiène en vigueur dans l industrie des boissons sont très strictes. C est pourquoi des boîtiers en inox sont généralement utilisés dans ce secteur. Système d analyse ADI 2045PL : chaque système est confi guré à partir des modules correspondants en fonction des souhaits du client.

31 31 Exemples Nitrite dans l eau potable Les nitrites sont toxiques pour l homme. Ils réagissent avec le fer de l hémoglobine et inhibent l absorption d oxygène. Par ailleurs, les nitrites absorbés par le corps peuvent former avec des amines secondaires des N-nitrosamines cancérogènes. Des limites strictes régissent la teneur en nitrites partout dans le monde. L Organisation Mondiale de la Santé (OMS) fixe la concentration maximale de nitrites dans l eau du robinet à 500 μg/l. Une valeur limite de 100 μg/l a été définie pour l eau potable à la sortie des usines de distribution d eau. En Allemagne, seule l eau minérale et l eau de table dont la concentration en nitrites est inférieure à 20 μg/l peuvent être utilisées pour la préparation des aliments pour bébés. La détermination des nitrites se fait par colorimétrie : la réaction de diazotation du nitrite produite en solution acide avec des amines primaires donne un sel de diazonium, lequel forme avec des aromatiques un colorant azoïque dont les concentrations les plus basses détectables sont de l ordre du μg/l. L ADI 2045PL garantit une détermination atline aisée des nitrites dans les usines de distribution d eau 24 h sur 24 h et 7 jours sur 7 si nécessaire. Le consommateur a donc la certitude de bénéficier à tout moment d un approvisionnement en eau saine et irréprochable. Fer dans l eau potable Dans la nappe aquifère, l eau entre en contact avec divers types de roches ferrugineuses, d où la dissolution d ions ferriques dans l eau. Bien que sans danger pour la santé humaine, il peut y avoir formation de précipitations ferriques brunes qui, notamment en cas de stockage en bouteilles, provoquent des dépôts et produisent une odeur et un goût désagréables. L Organisation Mondiale de la Santé (OMS) définit une limite pour le fer dans l eau potable de 200 μg/l. Les usines d eau potable utilisent différents moyens de filtration et d aération afin de pouvoir respecter ces limites. Le système d analyse atline ADI 2045PL assure la détermination colorimétrique de la teneur en fer et permet ainsi de contrôler les procédés de déferrisation. L exploitant prélève alternativement des échantillons issus des différents systèmes de traitement de l eau dans des flacons munis d un code-barre. La série d échantillons est placée sur un passeur d échantillons et l analyse est lancée grâce au programme de l ADI 2045PL. Tout le reste se déroule de manière entièrement automatique : depuis le prélèvement d échantillons dans les flacons jusqu à l analyse et la documentation des résultats, en passant par la préparation d échantillons.

32 Analyse de boissons entièrement automatique avec Anton Paar et le système ProcessLab de Metrohm 32 Analyses simultanées directement à partir d un échantillon Une fois les échantillons déposés sur le carrousel du passeur d échantillons, le logiciel de pilotage et de base de données tiamo TM effectue l identification des échantillons et le codage des méthodes de mesure à l aide d un lecteur de code-barre USB. Le PBA-S d Anton Paar prélève l échantillon de la boisson à analyser directement dans le flacon pour déterminer la densité et, à partir de cette valeur, la concentration en sucre en degrés Brix ainsi que la teneur en CO 2. C est le système ProcessLab de Metrohm qui détermine ensuite l acidité totale titrable. L échantillon est d abord dégazé dans un récipient de titrage séparé. Ensuite, une fraction aliquote est transférée dans la cellule de mesure et titrée avec de la soude caustique 0,1M. Les résultats des différentes déterminations sont représentés de manière claire dans la base de données de tiamo TM. Des cartes de contrôle configurables permettent de visualiser et de vérifier les résultats de séries entières d échantillons. L interface utilisateur moderne de tiamo TM offre des vues spécifiques en fonction de l utilisateur et de la méthode utilisée. Par ailleurs, elle se prête à la combinaison simultanée de plusieurs méthodes analytiques, par exemple le titrage et la détermination de la densité : le temps de mesure s en trouve considérablement réduit. Dégazage automatique de l échantillon (à gauche) et détermination de l acidité totale titrable (à droite). L analyse des boissons pilotée par tiamo TM est extrêmement robuste et peut être complétée à tout moment par des paramètres d analyse supplémentaires.

33 35 33 Principales caractéristiques du système de mesure multiparamètre Détermination simultanée et entièrement automatique des degrés Brix, de la teneur en CO 2 et de l acidité totale titrable Prélèvement direct des échantillons dans le flacon grâce au PBA-S d Anton Paar Pilotage complet assuré par le logiciel tiamo TM Moindres besoins en personnel et en temps du fait du procédé entièrement automatisé Reproductibilité très élevée Simplicité d utilisation Méthode simple, sûre et robuste Intégration d autres paramètres possible Temps de mesure < 6 minutes Un système de mesure multiparamètres entièrement automatique pour l analyse des boissons

34 Contrôle de procédé online 34 Contrôle sur mesure des procédés online Les procédés de production dans l industrie des boissons nécessitent une surveillance continue. Les analyseurs online de Metrohm Applikon répondent parfaitement à cette exigence. Conçus pour un fonctionnement continu, ces appareils permettent le contrôle entièrement automatique des procédés de production 24 h/24 h et 7 jours/7. Peu importe si vous déterminez un seul paramètre dans un flux d échantillon ou si vous souhaitez déterminer plusieurs paramètres à la fois : Metrohm Applikon vous offre dans tous les cas un analyseur adapté à vos besoins. Méthodes d analyses de solutions aqueuses éprouvées Les analyseurs online de Metrohm Applikon reposent sur des méthodes d analyse chimique en solution telles que le titrage, la colorimétrie et les mesures avec des électrodes ioniques spécifiques. Le prélèvement et la préparation des échantillons sont au moins aussi importants que l analyse elle-même. Metrohm Applikon possède une grande compétence technique dans ce domaine et est à même de configurer un système de prélèvement d échantillons adapté à votre application, par exemple un système de filtration, un prélèvement d échantillons dans des cuves sous pression ou un système de dégazage. Intégration aisée en réseau Tous les analyseurs online de Metrohm Applikon sont munis de sorties numériques tout ou rien et analogiques. Les résultats peuvent être transmis via des signaux analogiques de 4 20 ma et les alarmes peuvent être déclenchées via les sorties TOR. À l inverse, des entrées TOR peuvent être utilisées pour des commandes marche/arrêt à distance. Conception robuste en acier inoxydable Les analyseurs de Metrohm Applikon sont conçus pour des applications robustes en environnement industriel. Les boîtiers sont conformes aux exigences NEMA 4 et présentent l indice de protection IP66. Metrohm Applikon propose les analyseurs de process ADI 2045TI et ADI 201Y munis d un boîtier en acier inoxydable lorsque les exigences les plus élevées sont de rigueur en matière d hygiène et de robustesse. L ADI 201Y en acier inoxydable est l analyseur de procédé destiné à l industrie des boissons

35 35 Exemples Acide peracétique dans les installations d embouteillages de l industrie des boissons L acide peracétique est utilisé dans l industrie des boissons pour stériliser les bouteilles avant leur remplissage. Une quantité excessive d acide peracétique altère le goût de la boisson, nécessite un rinçage plus important et entraîne des coûts inutiles. Par contre, l utilisation d une quantité insuffisante d acide peracétique risque de favoriser le développement de moisissures dans les bouteilles. L analyse de l acide peracétique est possible grâce à sa réaction avec des iodures pour donner de l iode élémentaire. L iode produite est ensuite mesurée par colorimétrie. L analyse complète, y compris la préparation des échantillons, peut être automatisée grâce à l analyseur ADI Alcalinité de l eau de brassage L alcalinité de l eau est un facteur qui détermine si celle-ci peut être utilisée comme eau de brassage pour la fabrication de la bière. Une eau très dure convient uniquement pour la production de bière forte, tandis que la fabrication de bière blonde nécessite une eau douce. C est pourquoi les producteurs de bière sont contraints de contrôler en permanence la dureté de l eau de brassage. L alcalinité de l eau est mesurée par un titrage acide, la dureté de l eau étant indiquée en mg de CaCO 3 par litre. L analyseur ADI 2045TI constitue le choix incontournable pour la réalisation entièrement automatique de ces analyses essentielles. Détermination de la dureté de l eau La dureté de l eau utilisée pour la production des boissons influe fortement sur le goût du produit final. Par ailleurs, une dureté trop élevée de l eau favorise la formation de dépôts gênants sur les parois métalliques des installations de traitement. La détermination de la dureté de l eau s effectue soit par colorimétrie en utilisant le bleu d hydroxynaphthol comme indicateur, soit par titrage complexométrique avec l EDTA et une électrode ionique spécifique. La détermination s effectue aisément grâce à un analyseur Alert : l Alert ADI 2003 pour la détermination avec EIS (électrode spécifique) et l Alert ADI 2004 pour la mesure colorimétrique. Les analyseurs ADI ont été conçus pour déterminer facilement les degrés de dureté les plus élevés. Le manganèse et l aluminium Les concentrations de manganèse et d aluminium dans l eau affectent également le goût des boissons. Le dosage de l aluminium se fait par voie colorimétrique. Selon la plage de concentration souhaitée, ce dosage s effectue avec de l ériochrome cyanine R, du violet de pyrocatéchol ou une combinaison de chromazurol S et de chlorure de cétylpyridinium la sensibilité de détection augmentant dans cet ordre. Le manganèse est d abord oxydé par du périodate avant d être transformé en un complexe bleu avec du vert leucomalachite. L ADI 2019 ou l ADI 2045 sont utilisés en ligne pour ces applications.

36 36 Un service sur lequel vous pouvez compter : Metrohm Quality Service Des résultats de mesure fiables durant toute la vie de votre appareil Dans l industrie des boissons, les erreurs de mesure peuvent avoir des conséquences graves et doivent absolument être évitées. Les appareils d analyse Metrohm sont conçus pour fournir des mesures extrêmement précises. C est pourquoi les plus grandes sociétés internationales de l industrie des boissons sont séduites par notre vaste gamme de prestations. Dès le départ, vous avez la certitude d avoir fait le bon choix avec l offre de services «Metrohm Quality Service». De l installation à l entretien régulier, en passant par la mise en service et, si nécessaire, une réparation express, nous veillons à ce que les responsables des laboratoires puissent pleinement compter sur leurs résultats de mesure pendant toute la durée de vie de l appareil. Metrohm Compliance Service Lors de la première mise en service de vos appareils d analyse, vous pouvez compter sur l offre «Metrohm Compliance Service». Notre service Installation Qualification / Operational Qualification (IQ/OQ) vous permet d économiser du temps et de l argent. Nous configurons le système selon vos exigences et veillons à une mise en service rapide et professionnelle. Par ailleurs, nos initiations et formations des utilisateurs garantissent une utilisation sûre et sans erreur des appareils. L offre «Metrohm Compliance Service» comprend une documentation complète et garantit la conformité avec les exigences habituelles en matière de gestion de la qualité telles que les BPL/BPF et ISO.

37 Metrohm Quality Service L offre «Metrohm Quality Service» est disponible dans le monde entier. Une maintenance préventive réalisée régulièrement prolonge la durée de vie de vos systèmes d analyse tout en assurant qu ils fonctionnent toujours correctement. Les opérations d entretien sont confiées à des techniciens d entretien expérimentés possédant toutes les qualifications Aperçu de l offre «Metrohm Quality Service» Nos services Selon le type de contrat choisi, les contrats d entretien de Metrohm («Care Contracts») comprennent l entretien, la certification des appareils, la réparation sur site ainsi que la fourniture des pièces de rechange et des consommables. Ces prestations sont fournies à titre gracieux ou pour un prix réduit, avec des délais de réaction garantis. Support applicatif sous forme d «Application Bulletins», «Application Notes», monographies, brochures de validation, affiches techniques et articles spécialisés. Conseils personnalisés de nos spécialistes par ou téléphone. Formations. Calibration certifiée, par exemple des unités de distribution et des unités interchangeables. Entretien à distance. Réalisation de sauvegardes. Services d intervention d urgence, p. ex. pour une réparation express sur site. Disponibles partout dans le monde, les pièces de rechange fabriquées en Suisse par Metrohm sont garanties pendant 10 ans l après arrêt de la production. Ateliers de réparation décentralisés partout dans le monde, en plus de l atelier central chez le constructeur. requises. Vous avez le choix entre différents types de contrats d entretien. Par exemple, le contrat complet vous permet de bénéficier d une sécurité optimale avec une parfaite tranquillité d esprit tout en gardant la maîtrise totale de vos dépenses et en disposant d une documentation justificative entièrement conforme. Avantages pour le client Sécurité des coûts et économies, délais de réaction rapides et dépannage sans perte de temps. Réduction des temps d immobilisation et préparation optimale en prévision d un audit. Solution rapide et professionnelle garantie pour toutes les questions liées à l application et les problèmes complexes en matière d analyse. Des utilisateurs compétents contribuent grandement à la sécurité et à la fiabilité des résultats. Résultats de mesure précis. Documentation justificative démontrant le respect des prescriptions et facilitant les audits. Résolution rapide des problèmes logiciels. Sécurité élevée des données. Délai de réaction réduit pour une résolution rapide des problèmes. Minimisation des temps d immobilisation. Réparations effectuées dans un souci de durabilité, délais de livraison courts. Minimisation des temps d immobilisation. Remise en état rapide des appareils. 37

38 Applications 38 Cette brochure décrit quelques unes des nombreuses applications (AB : Application Bulletin, AN : Application Note) issues de la vaste gamme de Metrohm en matière d analyse des boissons. La liste ci-dessous présente d autres applications. Si vous n y trouvez pas votre cas, n hésitez pas à contacter votre agence locale de Metrohm. Vous pouvez télécharger les applications à l adresse suivante : AN-S-141 AN-T-042 Boissons Généralités Chloride, nitrate, phosphate, sulfate, and citrate in beverages Citric and oxalic acid in mixtures Boissons sans alcool Eau minérale, eau de source, eau de table et eau thermale Les applications sont trop nombreuses pour en dresser une liste exhaustive. Consultez le site web indiqué ci-dessus à la rubrique : Industries > General application literature database > Environment > Water > Drinking and tap water Boissons rafraîchissantes (soft drinks) AN-N-052 Caffeine in cola soft drinks AN-P-003 Glucose, fructose, and sucrose in a cola drink AN-P-004 Mannitol, glucose, and xylose in a diet cola drink AN-S-185 Phosphoric acid in soft drinks AN-S-307 Phosphate in cola drink AN-U-026 Phenylalanine, aspartame, caffeine, and benzoate in soft drinks AN-V-095 Quinine in bitter lemon Monograph: Practical Ion Chromatography, experiment 11: Phosphoric acid in cola drinks AB-180 AB-085 AB-070 AN-C-067 AN-C-102 AN-O-032 AN-P-006 AN-P-033 AN-S-112 AN-S-164 AN-S-189 AN-T-030 AN-V-073 Jus de fruits Automatic determination of the formalin number in fruit and vegetable juices Analysis of jams, fruit and vegetable juices, and their concentrates Polarographic determination of nitrate in water samples, soil and plant extracts, vegetable juices, meat and sausages, fertilizers, liquid manure, etc. Cations in grapefruit soft drink using inline dialysis Standard cations in orange juice Malate and ascorbate in fruit juice Inositol, glucose, fructose, and sucrose in orange juice Cellobiose in apple juice Five organic acids in fruit juice using chemical suppression after ion-exclusion separation Five anions in orange juice Citrate and isocitrate in fruit juices Ascorbic acid (vitamin C) in fruit juices Ascorbic acid in orange juice AN-C-068 AN-O-003 AN-O-025 Boissons fonctionnelles Cations in functional fruit juice using inline dialysis Citrate and acetate in isotonic solutions Sorbate and benzoate in functional drinks Boissons infusées AN-O-037 Organic acids in roasted coffee AN-P-036 Determination of free and total sugar in instant coffee (according to ISO 11292)

39 AN-C-048 Bière sans alcool Five cations in alcohol-free beer with strawberry flavor 39 Boissons alcoolisées Bière AN-P-017 Propylene glycol in a bitter (dark) beer AN-P-023 Fermentable sugars in beer wort AN-P-034 Sugars and sugar alcohols in beer AN-S-124 Chlorite, chloride, sulfite, and oxalate in beer AN-S-193 Four anions in beer wort AN-S-225 Sulfite in the presence of standard anions in beer on the column Metrosep A Supp /4.0 Vin AB-112 Quantitative determination of metals that can be precipitated by potassium hexacyanoferrate(ii) in wine («décassage» of wine) AB-139 Simple wine analysis AB-225 Simple wine analysis with the Titrino AN-C-070 Cations and biogenic amines in wine AN-C-105 Copper, zinc, iron(ii), and manganese in wine by ion chromatography with post-column reaction and UV/VIS detection AN-O-006 Organic acids and phosphate in wine AN-S-281 Anions in wine AN-T-072 Reducing sugars in wine and candies AN-V-092 Nickel in white wine after UV digestion AN-V-093 Zinc, cadmium, lead, and copper in red wine after UV digestion AN-V-094 Rhodium and platinum in red wine after UV digestion AN-V-201 Nickel and cobalt in red wine after UV digestion Monograph: Practical Ion Chromatography, experiment 12: Organic acids in wine Spiritueux AN-P-021 Glucose, fructose, and sucrose in vodka AN-V-031 Coumarin and tartrazine in vodka AN-V-039 Zinc, cadmium, lead, and copper in whiskey after UV digestion AN-V-040 Aluminum and chromium in whiskey after UV digestion Monograph: Practical Ion Chromatography, experiment 9: Anions in ethanol and spirits (liquor) AB-342 AN-H-103 AN-K-007 AN-P-005 AN-P-046 AN-S-297 AN-C-030 AN-H-125 AN-P-046 Aliments liquides Automated calcium and magnesium determination in milk using 859 Titrotherm and 814 USB Sample Processor Determination of calcium and magnesium in milk Water in yoghurt powder Seven carbohydrates in milk after sample preparation by inline dialysis Lactose in lactose-free dairy products applying pulsed amperometric detection after Inline Dialysis Iodide, thiocyanate, and perchlorate in milk applying inline dialysis Four cations in a soybean drink (chocolate flavor) using dialysis for sample preparation Determination of sodium in soy milk Lactose in lactose-free dairy products applying pulsed amperometric detection after Inline Dialysis

40 Informations pour toute commande 40 Mesure ph ph mobile avec mallette et Primatrode x 827 ph lab IrDA avec Unitrode ph Meter avec Unitrode ph/ion Meter avec Unitrode ph Module avec Touch Control, iunitrode comprise ph Module avec tiamo TM light, iunitrode comprise Mesure de la conductivité / titrage d acides alpha Conductivity Module avec Touch Control Conductivity Module avec tiamo TM light Conductometric Titrator Titrage Food/Beverage Titrino plus Titrotherm Food/Beverage Titrino plus avec imprimante Salt Titrino plus Salt Titrino plus avec imprimante Food Titrando avec tiamo TM light Salt Ti-Touch Food Ti-Touch Détermination de la teneur en eau selon Karl Fischer Titrage KF volumétrique KF Ti-Touch avec accessoires Titrando avec 900 Touch Control Titrando avec tiamo TM light KF Titrino plus complet Titrando avec récipient de titrage et électrode indicatrice Préparation d échantillons KF Polytron PT 1300 D

41 41 Automatisation MATi07 Automated titration system for up to 28 samples MATi08 Automated pipetting and titration system for up to 100 samples Food/Beverage Compact Titrosampler Food/Beverage Compact Titrosampler avec imprimante Salt Compact Titrosampler Salt Compact Titrosampler avec imprimante Robotic Titration Soliprep Robotic Flexible Soliprep Robotic Filtration Soliprep Robotic Soliprep for LC Chromatographie ionique Professional IC Vario TWO/SeS/PP pour la détermination des anions et des cations Compact IC Flex Oven/SeS/PP/Deg pour l analyse d anions IC Conductivity Detector pour la détermination des anions et des cations IC Amperometry Detector pour la détermination des hydrates de carbone Professional UV/VIS Detector Vario pour la détermination du bromate dans l eau Professional Reactor Vario pour la dérivatisation post-colonne

42 Professional Sample Processor pour l automatisation des déterminations Dosino pour toute automatisation de la manipulation des échantillons Eluent Production Module Dosing unit 10 ml Kit CI : éluant supplémentaire sur le 941 Eluent Production Module Kit CI : dialyse inline Kit CI : ultrafiltration inline Kit CI : dilution inline Kit CI : MiPuT Kit CI : MiPT Kit CI cellule Wall-Jet : détermination des hydrates de carbone MagIC Net 3.0 Compact MagIC Net 3.0 Professional MagIC Net 3.0 Multi Metrosep A Supp /4,0 pour la détermination du bromate Metrosep A Supp 5-100/4,0 pour la détermination des anions Metrosep Carb 1-150/4,0 pour la détermination des hydrates de carbone Voltampérométrie VA Computrace pour l analyse de traces (commande manuelle) MVA-2 Système 797 VA Computrace pour l analyse de traces avec addition standard automatique (comprend un 797 VA Computrace avec deux 800 Dosinos pour l addition automatique de solutions auxiliaires) MVA-3 Système 797 VA Computrace entièrement automatisé pour l analyse de traces (comprend un 797 VA Computrace complété d un 863 Compact VA Autosampler et de deux 800 Dosinos pour l addition automatique de solutions auxiliaires ; traitement automatique de 18 échantillons max.)

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44 beverages.metrohm.com Sous réserve de modifi cations. Conception Ecknauer+Schoch ASW, imprimé en Suisse chez Metrohm AG, CH-9100 Herisau FR