Меню

Как измерить влажность порошка



7.9. Измерение степени влажности. Часть 1

Существует много методов определения содержания воды в порошках: химические, термические, спектроскопические, методы ЯМР, радиоактивные и чисто физические. В этом разделе рассмотрены методы, связанные с простейшей лабораторной техникой, обеспечивающей надежные результаты анализа. Метод высушивания твердой фазы в сушильном шкафу (см. Разд. 6.10) при атмосферном давлении и температурах 100 — 120 °с — наиболее старый метод определения влаги в порошках, не потерявший своего значения и в наше время.

Анализируемую пробу выдерживают в шкафу до прекращения изменения ее массы. В процессе высушивания через шкаф пропускают слабый поток сухого воздуха.


Рис. 147. Приборы для определения влаги в порошках: вакуум-эксикатор с ИК-излучателем (а) и аппарат Томаса (б): а: 1 — капилляр; 2 — ИК-излучатель; 3 — вакуум-эксикатор; 4 — чашка с порошком; 5 -осушитель; 6- вакуумный кран; 7- колпак

Общая потеря массы порошком при таком высушивании соответствует количеству воды. Недостаток метода — возможность выделения из порошка других летучих соединений и продуктов его частичной или полной термической диссоциации. Поэтому общую потерю массы порошком не всегда можно принимать за меру содержания в нем влаги. Ошибка может быть допущена также из-за поглощения влаги воздуха уже высушенным порошком в процессе его перемещения из сушильного шкафа в эксикатор и из эксикатора к весам.

Для более полного удаления влаги из анализируемого порошка рекомендованы приборы, изображенные на рис. 147.

В приборе, изображенном на рис. 147, а, крышка вакуум-эксикатора 3 заменена на колпак 7 с ИК-излучателем 2 (см. рис.115, г), позволяющим при 70 — 80 °С удалять влагу из порошка, помещенного в чашку 4, за 4 — 8 мин.

Аппарат Томаса (рис. 147, б), сконструированный в I960 г., позволяет высушивать порошки как при пониженном, так и при атмосферном давлении. Он состоит из трубки 1 с токопроводящей прозрачной нагревательной пленкой 2 , колбы с осушителем 4 и весовой трубки 5. Эта трубка, в которой находится лодочка 7 с порошком и открыты ее краны, вставляется в трубку 1. Кран 6 закрывают, а через кран 3 вакуумируют трубку. После удаления влаги прибор помешают в сухую камеру (см. рис. 130), извлекают трубку 5, закрывают ее краны и взвешивают. Через прозрачную трубку й можно наблюдать за процессом высушивания во время анализа. Максимальная температура в трубке при высушивании составляет 350 °С.

Таблица 29. Жидкости, образующие с водой азеотропные смеси

Источник

Влажность порошковой краски

ВЛАЖНОСТЬ – показатель содержания воды в физических телах или средах. Все вокруг нас содержит некоторое количество воды. Повышенная влажность порошка оказывает сильное негативное влияние не только на способность к псевдоожижению и транспортированию порошковой краски. Она может провоцировать появление дефектов в виде бугорков на готовом покрытии из-за агломерации (слипания) частиц порошка и вызвать еще ряд проблем.К сожалению, все порошковые краски гигроскопичны уже просто потому, что являются мелкодисперсными порошками.

Поэтому технология производства порошковой краски строится с учетом способности краски набирать воду из окружающего воздуха. Кстати, потребители порошковой краски не всегда учитывают эту способность материала, позволяя емкостям с порошковой краской долгое время находиться открытыми. Часто причиной увлажнения или загрязнения краски становится некачественный сжатый воздух. Если же сжатый воздух на окрасочном предприятии сухой и чистый, с его помощью можно даже «подсушить» краску, выдержав ее некоторое время в работающем баке флюидизации.

Измерить влажность порошковой краски довольно просто. Обычно берут навеску порошка в 1 г и прогревают ее в течение двух часов в термостатическом шкафу при температуре 50 С. Разница в весе между первоначальной пробой порошка и просушенной, выраженная в процентах, и будет влажностью порошковой краски. Влажность порошкового ЛКМ при нанесении не должна превышать 1%. Производитель, как правило, указывает влажность произведенной краски в сопроводительных документах и контролирует ее в соответствии с техническими условиями на производство.

Читайте также:  Сумма погрешностей прямых измерений

Источник

Методы и средства измерения влажности твердых и сыпучих тел

Влажность – уровень содержания воды в физических средах или телах. Нюансы понятия и способы измерения зависят от особенностей исследуемых объектов. Для сыпучих и твердых тел влажность – это отношение массы влаги к массе влажного объекта. Показатель во многом зависит от природы материала, степени его измельчения, пористости. Отдельно следует рассматривать понятие влагосодержания – отношение массы влаги к массе сухого вещества. При этом не учитывается молекулярно связанная вода, выделить которую возможно только путем химического разложения.

Влажность остается одним из наиболее важных параметров, подлежащих контролю в ходе производства. От показателей окружающей среды и непосредственно заготовок зависит безопасность рабочего процесса, качество продукции. Современные методы измерения влажности активно используются при изготовлении продуктов питания, строительных материалов, фармацевтической продукции, обработке полезных ископаемых, тканей и многих других товаров массового потребления, к которым предъявляются высокие отраслевые требования.

Прямые и косвенные методы измерения

Для контроля влажности в промышленных условиях используют специальные приборы – влагомеры. Условно все методы, используемые для создания таких устройств, можно разделить на две категории.

Прямые – измерения проводятся через забор пробы материала. Конечные результаты очень точны, но их получение займет немало времени (до 10-15 часов). Также прямые методы не подходят для большинства твердых штучных изделий.

Косвенные – определение влажности осуществляется бесконтактным способом. Полученный результат будет чуть менее точным, но намного более быстрым (обработка данных занимает несколько секунд). Вариант подходит как для сыпучих, так и для твердых материалов.

В основе косвенных методов лежит преобразование понятия влажности в удобную для учета физическую величину. Используемые способы подразделяют на электрические и неэлектрические. В области производства и товароведения предпочтение отдается косвенным измерениям, тогда как прямые варианты исследования востребованы в лабораторных условиях.

Методические погрешности и способы их уменьшения

Все методы измерения влажности остаются относительными, хотя величина и разнообразие их погрешностей колеблются. Наиболее разнообразны причины неточностей для весового подхода, предполагающего воздушно-тепловое высушивание образцов:

термическое разложение органической пробы;

испарение летучих веществ наряду с водой;

неполное удаление влаги в результате достижения равновесия между образцом и давлением пара в окружающей среде;

образование водонепроницаемой корки.

На показатели емкостного метода оказывают влияние температура и способ забора образца. При оптических методах погрешности могут возникать из-за толщины исследуемого материала, в котором сохраняется влага после высушивания поверхностного слоя. Существует несколько способов снизить уровень неточностей или полностью исключить препятствующий фактор:

правильный выбор метода исследования;

использование только надежной, правильно откалиброванной и настроенной аппаратуры;

соблюдение методологических требований к забору проб, проведению исследований.

Каждый из методов имеет установленные пределы неточностей. Так, некоторые приборы не способны определить влажность ниже 10%, а отдельные способы исследования имеют уровень погрешности менее одного процента.

Самые точные методы измерения влажности

Наиболее точные методы и средства измерения влажности для каждого материала будут свои. Самым корректным лабораторным подходом считается воздушно-тепловая сушка, предполагающая взвешивание образца до, во время и после обработки на высокочувствительном оборудовании. При этом техника должна соответствовать требованиям к рабочему эталону первого разряда. Погрешность метода составляет около полупроцента.

Также высокой точностью обладают производственные электрические измерители: сверхвысокочастотные (СВЧ), кондуктометрические, емкостные. Они учитывают принцип серьезного различия между проводимостью воды и сухого материала. Недостатком считается сложность контроля влажности на уровне менее 1%, но это существенно не для всех материалов. Для контроля производственных процессов также используют оптические инфракрасные системы, чья погрешность составляет менее 1%, а диапазон измерений охватывает показатели от 0 до 100%.

Наиболее современные методы измерений

Самым современным и удобным способом определения влажности твердых и сыпучих тел остается использование оптической инфракрасной системы. Метод позволяет достаточно точно определять характеристики исследуемого материала без непосредственного контакта с ним и/или забора образцов. Технология основана на абсорбции водородными связями специфических световых волн. Прибор посылает волну заданной длины, а после считывает объем отраженной энергии, определяя количество молекул воды.

Читайте также:  Измерить световой поток айфон

Устройство каждую секунду обрабатывает данные, поступающие с тысяч измерительных точек, что позволяет определять уровень влажности большого объема статических или движущихся тел. При этом оборудование не нуждается в повторной калибровке или специфическом техобслуживании, позволяет постоянно отслеживать качество продукции, при необходимости оптимизировать процесс.

Измерительные приборы

В лабораторных условиях и при производстве некоторых товаров (например, пиломатериалов) используют тяжелое статическое оснащение: сушильные камеры, весы и т.д. При полевой работе оптимальным выбором становятся компактные переносные гигрометры, которые предназначены для оперативного исследования образца. Карманное оборудование чаще используется для сыпучих материалов.

Над конвейерами, бункерами, желобами, сушилками обычно устанавливаются бесконтактные стационарные датчики. Они позволяют круглосуточно осуществлять контроль влажности с привлечением минимального количества персонала. Один оператор способен осуществлять мониторинг большого числа процессов, поскольку при обнаружении несоответствия датчик подает сигнал.

Особенности кондуктометрического метода

Изучая косвенные методы измерения влажности материалов, стоит обратить внимание на кондуктометрический подход, в основе которого лежит определение электрической проводимости исследуемого тела. Большинство сухих материалов остаются диэлектриками, теряя это свойство при намокании. Удельное сопротивление тела меняется в зависимости от влажности – этот показатель и измеряет гигрометр. Метод чаще всего используется при производстве древесины, но на его точность способны отрицательно повлиять особенности структуры материала, наличие загрязнений, воды на поверхности.

Нюансы емкостного метода

Емкостный (диэлькометрический) подход основывается на разнице диэлектрической проницаемости воды и исследуемого материала. Прибор считывает емкость датчика с изучаемым телом, определяя содержание влаги. К преимуществам емкостных гигрометров относится возможность исследовать широкий диапазон показателей с высокой точностью. Необходимо учитывать, что данные прибора могут меняться при разной насыпной плотности материала, неоднородности структуры.

Рабочие частоты влагомеров

Методы и приборы измерения влажности, основанные на высоких частотах, называются СВЧ. Такой подход является разновидностью емкостного способа исследования и основан на изучении проницаемости материала для сверхвысокочастотного излучения. Устройства способны работать с диапазоном от 5*10³ до 5*10⁷ Гц. Чем слабее проходит сигнал через материал, тем выше уровень его влажности. Получаемые данные чрезвычайно точны и используются в основном при производстве ленточного, листового материала, например, картона.

Вывод

Для эффективного определения влажности сыпучих и твердых тел необходимо подбирать соответствующие специфике методы и устройства. Это обеспечит высокую точность и воспроизводимость исследований. На нашем сайте легко заказать прибор с доставкой в любой регион России. В каталоге представлено профессиональное оборудование от известных производителей по выгодным ценам.

Источник

Методика анализа влажности краски

1. Сущность метода

Метод заключается в нагревании пробы ППК при определенной температуре в течение заданного промежутка времени и определения массовой доли влаги по разности результатов взвешивания до и после нагревания. 2. Отбор проб осуществляется из коробки с ППК либо из ёмкости порошкового центра камеры нанесения покрытий.

Для отбора проб используется чистый сухой металлический совок. Отбор проб осуществляется из любой точки коробки (ёмкости). Пробу ППК массой примерно 50 г помещают в полиэтиленовый пакет (полиэтиленовую банку или бутылку), герметично закрывают и переносят в химическую лабораторию.

3. Аппаратура и реактивы

3.1 Печь с терморегулятором, обеспечивающим поддержание требуемой температуры нагрева с погрешностью не более 5°С.

3.2 Чашки с плоским дном из белой или черной жести по ГОСТ 13345-85 или алюминия по ГОСТ 13726-97 толщиной от 0,2 до 0,5 мм, диаметром от 50 до 90 мм и высотой бортика от 5 до 10 мм.

Читайте также:  Как измерить шаговую длину брюк

3.3 Крышки для чашек.

3.4 Эксикатор по ГОСТ 25336-82 с осушителем (например, кальций хлористый технический прокаленный по ГОСТ 450-77).

3.5 Весы аналитические с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.

3.6 Уайт-спирит (нефрас С 4 155/200) по ГОСТ 3134-78 либо ацетон технический по ГОСТ 2768-84.

4. Проведение испытания

4.1 Одновременно проводят не менее двух параллельных определений.

4.2 В печи устанавливают температуру (105±5)°С и время выдержки 55±5 мин.

4.3 Перед взвешиванием чашки, предварительно протертые ацетоном или уайт-спиритом, выдерживают в печи при температуре испытания в течение не менее 10 мин. После этого чашки помещают в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают с точностью до 0,0002 г.

4.4 Пробы испытуемого материала массой 5-10 г помещают в чашки и взвешивают. Во избежание потери частиц порошка чашки во время взвешивания закрывают крышками или пластинками.

В случае арбитражных определений влажности ППК массу пробы уменьшить до 0,5-1,0 г.

4.5 После взвешивания чашки открывают и, вращая их, распределяют содержимое равномерным слоем по поверхности дна, после чего помещают в печь в горизонтальном положении и выдерживают при заданных температуре и времени. Если печь снабжена вентилятором, то до момента полного оплавления порошка он должен быть выключен. По истечении времени выдержки чашки переносят в эксикатор, охлаждают до комнатной температуры и взвешивают.

5. Обработка результатов

Массовую долю влаги Х в процентах вычисляют по формуле:

где m1 – масса испытуемого материала до нагревания, г;

m2 – масса испытуемого материала после нагревания, г.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов проведенных параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 1 %.

По содержанию влаги ППК относят к одной из групп, указанных в таблице 1.

Таблица 1 – Содержание влаги в ППК

Источник

Измерение концентрации при производстве порошков

При производстве порошков, например, сухого шоколада для приготовления напитков, обычно перед сушкой распылением повышается концентрация жидкости в испарителе. Затем материал обрабатывается в распылительной сушилке, где испаряется оставшаяся влага и остаются тонкодисперсные частицы порошка. Благодаря точному измерению концентрации жидкости для определения момента выгрузки возможна значительная экономия за счет уменьшения количества отходов, а также гарантируется повышенное стабильное качество продукта.

При производстве порошкового напитка ингредиенты перемешиваются в испарителе при низком давлении и высокой температуре, пока смесь не загустеет до предварительно определенной консистенции. По достижении требуемого уровня концентрации смесь выгружается из резервуара и транспортируется в распылительную сушилку. В сушилке испаряется оставшаяся излишняя влага, а порошок затем выгружается в дробилку для подготовке к упаковке. Если материал после испарителя имеет ненадлежащий уровень влажности, это может привести к низкому или нестабильному качеству продукта, а в худшем случае возникает опасность пожара в сушилке.

Установленный в испарителе цифровой микроволновый датчик влажности Hydro-Probe SE обеспечивает очень точное измерение концентрации материала. Должным образом установленная и введенная в эксплуатацию система измеряет концентрацию материалов в резервуаре с чрезвычайно высокой точностью. Таким образом можно более точно определить, когда достигнута надлежащая консистенция продукта и материал готов к выгрузке Управление в реальном времени гарантирует, что консистенция выгружаемого материала точно соответствует заданному значению. В результате повышается эффективность использования энергии и сокращается количество нестандартного или испорченного продукта, поскольку обеспечивается стабильный результат технологического процесса от партии к партии.

Датчик Hydro-Probe SE специально разработан для измерения содержания влаги или показателя по шкале Брикса (сахар) в испарителе или в другой среде под давлением, где во время обработки может использоваться высокая температура. Датчик может измерять концентрацию растворенных твердых веществ в жидкости и может быть прокалиброван либо для определения влажности в процентах, либо по шкале Брикса.

Источник