Емкостный метод определения влажности

Этот метод основан на значительном различии величин диэлектрической проницаемости воды (ε=81) и сухих веществ (для сухого зерна, например, ε колеблется в пределах 3-5). Следовательно, с увеличением влажности материала увеличивается его диэлектрическая проницаемость (ДП).

В емкостных влагомерах датчиком служит конденсатор с воздушным пространством, заполняемым исследуемой пробой. Изменение влажности материала преобразуется в изменение диэлектрической проницаемости, которое в свою очередь отражается показывающим прибором в процентах влажности.

Главное преимущество такого метода в его оперативности.

В лабораторной работе используется влагоанализатор АТПАЗ-01.

В результат измерения автоматически вводятся поправки на массу и температуру пробы материала. С этой целью в приборе имеются встроенные пружинные весы, обеспечивающие измерение массы в пределах 50…200 г, и два температурных датчика, размещенные на дне измерительной емкости и обеспечивающие измерение температуры в диапазоне 5…350С.

В итоге на жидкокристаллический индикатор выводятся значения влажности, температуры и насыпной плотности исследуемого материала.

Проба материала засыпается в измерительную емкость влагомера с помощью прилагаемого мерного стакана объемом 240 мл.

3.3 Определение массовой доли влаги в зерне методом высушивания до постоянной массы

3.3.1 Приборы и материалы: сушильный шкаф, лабораторная мельница, технические весы, металлические бюксы с крышками, эксикатор, тигельные щипцы; зерно.

3.4.2 Ход определения

В течение 30-40 мин высушивают пустые бюксы и охлаждают их в эксикаторе; анализ проводят с двумя параллельными пробами.

На аналитических весах определяют массу пустого бюкса вместе с крышкой (крышку подкладывают под бюкс), помещают в бюкс около 5 г размолотого зерна и определяют массу бюкса с навеской.

Бюксы с навесками устанавливают в сушильном шкафу, подкладывая крышку под бюкс, и высушивают в течение 3 часов при 105°С.

Затем тигельными щипцами вынимают бюксы, накрывают их крышка-ми, охлаждают в эксикаторе (около 30-40 мин) и взвешивают.

Затем пробу снова высушивают около 1 ч, охлаждают и взвешивают. Если разница между двумя последовательными взвешиваниями не превышает 0,001 г, высушивание заканчивают. В противном случае высушивание продолжают до получения постоянной массы.

Влажность W (в %) рассчитывают по формуле: (3.1)

где m₁ - масса бюкса с навеской до высушивания, г; m₂ - масса бюкса с навеской после высушивания, г; m - масса пустого бюкса, г.

Расхождение результатов анализа между двумя параллельными проба-ми не должно превышать 0,2 %. За влажность анализируемой пробы принимают среднеарифметическую величину из двух определений.

3.4 Определение массовой доли влаги в зерне методом ускоренного высушивания

3.4.1 Приборы и материалы: сушильный шкаф, лабораторная мельница, технические весы, металлические бюксы, эксикатор, тигельные щипцы; зерно.

3.4.2 Ход определения

Для определения влажности из средней пробы зерна выделяют около 30 г и размалывают. Помол хорошо перемешивают. Отбирают порцию помола в предварительно высушенный и взвешенный бюкс, доводя массу навески до 5±0,01 г. Анализ ведут с двумя параллельными пробами.

При температуре 130°С навески высушивают 40 мин (бюксы в сушильный шкаф ставят с открытыми крышками), затем бюксы щипцами вынимают из шкафа, закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе в течение 20-30 мин и взвешивают с точностью до 0,01 г.

Влажность рассчитывают по формуле из предыдущего опыта.

Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,5%. За влажность анализируемого зерна принимают среднеарифметическую величину из двух параллельных определений.

3.5 Определение массовой доли влаги в зерне методом высушивания инфракрасными лучами

3.5.1 Приборы и материалы: анализатор влажности ЭВЛАС-2М, лабораторная мельница; гиря 5г, зерно.

3.5.2 Ход определения

1)Измельчить пробу анализируемого зерна. Хранить измельченный материал следует в емкостях с плотно закрытой крышкой, во избежание поглощения измельченным материалом влаги из воздуха.

Интервал времени между двумя последовательными измерениями должен составлять не менее 4 минут. Сушильная камера при этом должна быть открыта.

Каждому измерению должны предшествовать тарирование и Градуирование взвешивающего устройства. Категорически запрещается изменять массу навески в чаше, находящейся на крестовине взвешивающего устройства.

2)Тарирование прибора

- Открыть сушильную камеру. Поставить на крестовину взвешивающего устройства пустую чистую чашу для навесок.

- Нажать кнопку «ВВОД». На индикатор выводится сообщение «Ждите».

- По окончании измерения массы чаши на индикатор будет выведено сообщение «Поставьте гирю 5000 мг. Нажмите ввод».

3)Градуирование

- Открыть сушильную камеру, поместить гирю массой 5 г в центр чаши.

- Закрыть сушильную камеру, нажать кнопку «ВВОД». На индикатор выводится сообщение «Ждите».

- После определения массы гири на индикатор будет выведено сообщение «Поставьте пробу. Нажмите ввод».

- Открыть сушильную камеру, убрать гирю с чашки.

4)Измерение

- Снять чашу с взвешивающего устройства влагомера и поставить ее на чистую, ровную поверхность.

- Поместить в чашу пробу, распределив ее равномерно по поверхности чаши.

- Поставить чашу с пробой на крестовину и нажать кнопку «ВВОД». На индикатор будет выведено значение массы навески в мг и сообщение «Нажмите ввод».

- Закрыть сушильную камеру, нажать кнопку «ВВОД».

- Через некоторый промежуток времени в сушильной камере включится нагреватель, а на индикатор будет выведено текущее время измерения, текущее значение относительной влажности в %.

-По окончании анализа нагреватель автоматически выключится с прерывистым кратковременным сигналом. На индикатор выводится результат измерения в % и значение общего времени измерения.

- Для проведения следующего измерения открыть сушильную камеру, убрать из нее чашу с высушенной пробой, нажать кнопку «МЕНЮ» и выполнить все предыдущие действия.

- Прерывание программы измерения осуществляется нажатием кнопки «СТОП».

3.6 Определение массовой доли влаги в зерне емкостным методом

3.6.1 Приборы и материалы: влагоанализатор АТПАЗ-01, исследуемое зерно.

3.6.2 Ход определения

1)Подготовка к работе.

Составные части влагомера не должны иметь механических повреждений, а в измерительной емкости не должно быть зерна от предыдущих измерений. При необходимости следует очистить измерительную емкость датчика с помощью кисти.

Установить влагомер на горизонтальной поверхности, предварительно убедившись в том, что место установки не подвержено вибрациям от работающих поблизости механизмов.

2)Включение и проверка работоспособности влагомера

- Включить влагомер, нажав кнопку ВКЛ. На индикаторе появится слово «Диагностика».

- По окончании контроля работоспособности индикатор примет вид:

Установка

Код = 0,1 Пшеница

- После этого необходимо установить режим измерения, т.е. установить код анализируемой культуры (код ячменя – 03).

Если в процессе набора данных произошла ошибка, ее можно устранить нажатием кнопки С, и после этого набрать новые данные.

3)Проведение измерения

- С помощью воронки заполнить мерный стакан зерном с небольшой горкой сверху (исследуемое зерно должно быть предварительно очищено от зерновых и сорных примесей, заполнение стакана путем зачерпывания и механическое уплотнение зерна не допускается).

- Удалить излишки зерна так, чтобы стакан был заполнен до верхней кромки. Пересыпать зерно из стакана в измерительную емкость влагомера, соблюдая следующие условия:

- зерно следует засыпать равномерно в течение 7-9 с (более быстрое заполнение измерительной емкости, как и более медленное, может привести к недостаточно точным результатам измерения);

- измерительная емкость должна быть заполнена равномерным слоем;

- не рассыпать зерно при засыпке.

Н ажмите кнопку

Через некоторое время индикатор примет, например, такой вид:

Ячмень В = 7 , 5 2 %

0 3 4 5 0 г / л 2 5 , 5 С

Это значит влажность ячменя равна 7,52%, насыпная плотность 520 г/л, температура +25,50С.

Д ля проведения повторных измерений необходимо высыпать из измерительной емкости использованную пробу и нажмите кнопку

Если параметры влагомера в норме, то индикатор примет вид:

Ячмень Засыпайте

П осле этого засыпать новую пробу и нажать кнопку

3.7 Результаты определения

Все измерения проводятся в 2х повторностях, результаты необходимо внести в следующую сводную таблицу. На основании полученных данных сделать выводы.

Влажность определенная методом ускоренного высушивания, %	W1
	W2
	WCP
Влажность, определенная методом инфракрасного высушивания, %	W1
	W2
	WCP
Влажность определенная емкостным методом, %	W1
	W2
	WCP

3.8 Контрольные вопросы:

1)Что такое влажность материала? В чем состоит технологическое значение этого показателя?

2)Назовите группы методов определения массовой доли влаги в материале. Какой группой методов наиболее часто пользуются?

3)Перечислите теплофизические методы определения влажности. В каких случаях используют тот или иной метод?

4)Опишите метод высушивания до постоянной массы. С помощью каких приемов достигается точность результатов?

5)Опишите метод ускоренного высушивания. Какие условия необходимо соблюдать, чтобы получить воспроизводимые результаты?

6)Сравните между собой метод высушивания до постоянной массы и метод ускоренного высушивания. Назовите их преимущества и недостатки.

7)Опишите метод высушивания инфракрасными лучами. В чем особенность и преимущества этого метода?

8)Назовите косвенные методы определения массовой доли влаги в материале. В каких случаях целесообразно использовать эти методы?

9)Опишите емкостной метод определения влажности с помощью прибора АТПАЗ-01 В чем преимущества и недостатки этого метода?