Способ контроля содержания твердой фазы в гетерогенных растворах и устройство для его осуществления

Способ контроля содержания твердой фазы в гетерогенных растворах и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11)

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 07.08.78 (21) 2653211/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 N 27/02

Государственный комитет (53) УДК 543.25? (088.8) Опубликовано 15.09.80. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.80 ао делам изобретений н открытий

В. И. Тужил сии и И. Ф. Бугаенко (?2) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени=.-технологический институт пищевой промышленности (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

В ГЕТЕРОГЕННЫХ РАСТВОРАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам и технике физико-химического анализа и может применяться для непрерывт(ого измерения содержания твердой фазы и гетерогенных растворах и суспензиях, например содержа нйя кристаллов сахаровы в утфеле.

Известны способы кондуктометрического определения твердой фазы в растворах и суспензиях, заключающиеся в определении

1 объема кристаллов сахара в растворе путем нахождения отношения или разности ,величин электросопротивления утфеля и электросопротивления межкристального раствора jlj.

Однако известные способы, ввиду ненадежного измерения электросопротивления накидкой фазы, не нашли распространения в промышленности.

Наиболее близким техническим решением к предложенному принят способ, который состоит в нахождении отношения электросопротивлений утфеля и межкристального раствора, причем измерение электросопротивления межкристального раствора производят при помощи пары электродов, расстояние между которыми меньше, чем размер кристалла. Устройство для измерения содержания кристаллов состоит иэ двух пар электродов, представляющих собой диэлектрические стержни с закрепленными на них металлическими электродами. Оба электрода включены в измерительную схему, которая осуществляет деление двух сигналов.

Полученное отношение электросопротивлений указывает иа содержание твердой фазы в исследуемом растворе (2j.

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает надежного

10 "измерения электросопротивления жидкой фазы ввиду того, что зазор между измерительными электродами забивается ворсистыми взвесями и самой твердой фазой. При измерении электросопротивления кристаллиэующейся среды этот зазор закристаллизовывается. С другой стороны, малое расстоянне между измерительными электродами в устройстве для измерения электросопротивления жидкой фазы приводит к тому, что при повышении концентрации твердой фазы 0 все большее число частиц оказывается вблизи указанных электродов. Подходи близко к электродам, частицы искажают снловы линии краевого электрического поля. Это вызывает при измерениях электросопротив765 и зависит только от концентрации твердой фазы. Измерение электросопротивления твер дой фазы может быть осуществлено любой парой электродов.

Надежное измерение электросопротивления жидкой фазы обеспечивается тем, что э непрерывно осуществляют отделение твердой фазы от жидкой непосредственно в измеряемой среде. В процессе отделения соз дают бескристальный тонкопленочный слой

Жидкой фазы толщиной 10 — 12 мм. Затем ,б в образованном слое жидкой фазы, не со, держащем кристаллов, измеряют электросопротивление (К ). Измерение электросопротивления смеси твердой и жидкой фаз (К ) производят общепринятыми методами.

После этого находят отношение R /К„и по величине найденного отношения определяют содержание твердой фазы в анализируемой суспензии. Способ измерения содержанйя твердой фазы может быть применен, например, при уваривании утфелей в са.харном производстве для всех продуктов и ,в,любом технологическом режиме. Это оЪъ,яСняется тем, что измеряемое отношение электросопротивлений не зависит от Доброкачественности (Дб), температуры (Т), пересыщения (П) в диапазоне изменений, п иМеющих место при кристаллизации сахарозы, а именно:, П=1-1,4; Дб=60-98%, Т=

= 50-90 С. Граничными условиями применимости способа является измерение твердой фазы размером не менее 10-12 мкм, т.е. не меньше размера тонкопленочного слоя з©. жидкой фазы. После сборки устройства тщательно притираются соприкасающиеся друг к другу внутренняя поверхность электрода 3 и отделителя 4 с торцовой поверхностью 5.

После этого диэлектрический стержень l с осью 2, электродом 3, отделителем 4-твер- . дой фазы помещают в измеряемую среду.

Открытая часть торцовой поверхности 5 смачивается смесью твердой и жидкой фаз.

При вращении оси 2 с электродом 3 и от49 делителем 4 последний фронтальной, усеченной поверхностью удаляет с торцовой поверхности 5 твердую фазу, а жидкая фаза, не содержащая кристаллов, попадает в. зазор А (порядка 10 — 12 мкм) между торцовой поверхностью 5 ивнутренними поверхностями электрода 3 и отделителя 4. Электросопротивлеиие образованного бескристального, тонкопленочного слоя жидкой фазы изм еряют.при помощи электродов 3 и 6, расположенных на расстоянии В друг от друso га порядка 0 1 — 05 мм. Измерение электросопротивлеиия утфеля осуществляют при помощи электродов 6 и 7, расположенных на внешней поверхности диэлектрического стержня 1. Постоянство зазора А и тем самым толщины бескристального тонкопленочного слоя Жидкой фазы поддерживают при. помощи пружины 10 и регулирующей гайки 11. Монтажные провода 9 от внешийх электродов 6 и 7 выводят через отI

763 ления жидкой фазы большие амплиТудные колебания измеренной величины. В результате снижается точность измерения и искажаются результаты контроля содержания тВердой фазы в гетерогенных растворах.

Цель изобретения — повышение точности измерения содержания твердой фазы за счет устранения возмущающего воздействия различных примесей и твердой фазы на измерение электросопротивления жидкой фазы.

Цель достигается благодаря тому, что непрерывно отделяют твердую фазу от жидкой, при этом создают тонкопленочный бескристаЛьный слой жидкой фазы толщиною

10-12 мкм, после чего измеряют электросопротивление образованного слоя жидкой фазы, находят отношение электросопротивлений жидкой фазы в созданном бескристальном тонкопленочном слое и утфеле, и по величине найденного отношения определяют .содержание твердой фазы.

Устройство, реализующее. способ, содержит диэлектрический стержень со сквозным продольным отверстием, в котором размещена вращающаяся металлическая ось с электродом,: которым совместно с внешним электродом . измеряют электросопротивление жидкой, фазы .в созданном бескристальном. тонкопленочном слое, диэлектрический отделнтель твердой фазы в виде усеченного с боков цилиндра, полностью закрывающего измерительный электрод для устранения кОнтакта его с твердой фазой, а также пружину с регулирующей гайкой, которые уста-! ,иовлены в нижней части металлической оси. Ha фиг. 1 показано предложенное уст;ройство; на фиг. 2 — ось к электродам.

Устройство состоит из диэлектрического стержня 1 со сквозным продольным отверс,тием, металлической оси 2, которая изготов лена совместно с электродом 3. От делитель 4 твердой фазы в виде усеченного

:с боков цилиндра, изготовлен из диэлект рического материала и полностью закрывает электрод 3, который внутренней поверх H6ñT соприкасается с торцовой поверхностью 5 диэлектрического стержня. ЭлектрорМ 6 и 7 изготовлены из нержавеющей стали, Ьектрод 7 установлен занодлицо с внеш,нбй поверхностью стержня 1, а электрод 6— заподлицо с торцовой поверхностью 5. От ВФрстие 8 служит для вывода монтажных поводов 9, соединенных с электродами 6 и 7. На яижней части оси 2 установлены пружина 1О и гайка 11.

Пример. Применение предлагаемого способа измерения содержания твердой фазы базируется на нахождении отношения

RтlR К, где R, R электросопротивленйе твердой и жидкой фаз соответственно, К вЂ” концентрация твердой фазы. Для ге-. терогенных растворов сахарозы (утфелей) указанное отношение не зависит от степени иересыщения, доброкачественности, темпера-: туры, размера твердой фазы (кристаллов) 763765

Формула изобретения

Ь7. Г

Составитель М. Кривенко

Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Тиран l 0l 9 Подписное

Реда кто р Т: Орловская

Заказ 6272/37

ВНИ И ПИ Государственного ко««итета СССР по дела м Изобретений н открытий! I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 верстие 8, а токосъем с электрода 3 осуществляют через металлическую ось 2.

Устройство может быть применено в системах аналогового измерения содержания твердой фазы, что позволит повысить точность измерения содержания кристаллов в утфеле, так как значительно повышается надежность измерения электросопротивления жидкой фазы. Повышение точности будет способствовать проведению объективного контроля и управлению такими сложными процессами сахарного производства, как процессы уравнивания утгелей в вакуумаппаратах.

1. Способ контроля содержания твердой фазы в гетерогенных растворах, заключающийся в измерении общей электропроводности суспензии и электропроводности жидкой фазы, нахождении отношения из меренных величин по которому определяют содержание твердой фазы, отличшощийся,ем, что, с целью повышения точности контроля, непрерывно отделяют твердую фазу от жидкой, создают бескристальный слой жидкой фазы толщиной 10-12 мкм,в котором нз меряют электропроводность жидкой фазы

2. Устройство по п. 1, содержащее сплошной диэлектрический стержень, электроды для измерения электропроводности, отличающееся тем, что диэлектрический стержень выполнен с продольным сквозным отверстО тием, в котором размещена металлическая ось, на одном конце которой установлен измерительный электрод и диэлектрический отделитель, а на другом конце закреплена пружина с регулирующей гайкой, причем отделитель выполнен в виде усеченного цилинд ра, полностью закрывающего измерительный электрод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 1522526, кл. С 131, 26 1969.

2. Патент США № 3462683, кл.3)4-65

1969 (прототип) .: