5. Дисперсность торфа.

Дисперсность торфа – раздробленность твердой фазы торфа, которая характеризуется распределением массы по размерам частиц. Дисперсность торфа влияет на течение технологических процессов и конечные свойства готовой продукции. Изменяя дисперсность торфа механическим диспергированием, можно в известной степени влиять на технологические процессы и свойства готовой продукции.

Установить дисперсность – значит определить размеры частиц и их процентное содержание в дисперсной системе. Обычно выделяют несколько совокупностей частиц в узком интервале размеров, т.е. несколько фракций. При детальном дисперсионном анализе в торфе выделяют следующие фракции (мкм): более 3000; 3000-1000; 1000-500; 500-250; 250-100; 100-50; 50-20; 20-10; 10-5; 5-2; 2-1; менее 1. В технологической классификации выделяются четыре группы фракций (мкм): грубодисперсные волокнистые (более 250 мкм); грубодисперсные (250-10 мкм); тонкодисперсные (менее 10 мкм); коллоидные (менее 1 мкм). Результаты определения дисперсности представляют в табличной форме, выражают графически или аналитически.

Аналитическим способом дисперсность выражают с помощью одного из показателей: средневзвешенного диаметра, удельной поверхности, суммарной удельной поверхности, условной удельной поверхности по С.Г.Солопову, действующего диаметра, коэффициента неоднородности.

Средневзвешенный диаметр частиц

, (5.1)

где d_i – среднеарифметический диаметр фракции, мкм; Δp_i – содержание этой фракции, %.

Удельная поверхность частиц рассчитывается на единицу массы (м²/кг) или объема (м^-1):

; (5.2)

, (5.3)

где r – радиус частицы, м; ρ_с – плотность твердой фазы, кг/м3.

Суммарная удельная поверхность рассчитывается с учетом процентного содержания отдельных фракций

, (5.4)

где Δp_i – содержание фракций в долях единицы.

6. Фракционный состав торфа.

Фракционным составом из готовой торфяной продукции характеризуется лишь фрезерный торф, им оценивается качество работы фрезерных барабанов. Фракционный состав имеет значение при выборе направлений использования фрезерного торфа. При двухдневном цикле оптимальными для сушки считаются частицы размером 10-20 мм, при этом состав желательно иметь более однородный. Наличие мелких частиц (<1 мм) нежелательно как для операций сушки, так и в готовой продукции. При сушке мелкие частицы заполняют промежутки между крупными и затрудняют испарение влаги.

Фракционный состав фрезерного торфа определяется рассевом на ситах с отверстиями диаметром 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0,5 и 0,25 мм. Для рассева берется навеска 1000 г. Время рассева 10 мин. Рассев считается законченным, если при контрольном встряхивании в течение 1 мин просеивается менее 1% остатка на сите. Фракционный состав в сильной степени зависит от ботанической характеристики и степени разложения. Содержание каждой фракции в процентах можно определить по формуле:

, (6.1)

где m_i – масса i-ой фракции, г; ∑m_i – общая масса навески, г.

В процессе сушки торфа первоначальный фракционный состав меняется и особенно существенно для низинного торфа. Крупные куски разваливаются на мелкие, а ворошение торфа способствует образованию мелочи. Поэтому низинный фрезерный торфа обладает высокой сыпучестью.

Ход работы.

1. Для определения влажности торфа необходимо взять несколько тиглей, записать их номера и определить их массу с помощью весов. В каждый тигель кладут навеску верхового торфа 6-8г. Далее необходимо измерить массу тигля с торфом. Тигли помещают в сушильный шкаф. Сушка проводится типовым методом (при температуре 105-110^oС). Сушку прекращают, когда масса торфа с тиглем перестанет изменяться. Затем измеряют массу тиглей с высушенным торфом и записывают данные в таблицу:

№ тигля	масса тигля mт, г	масса тигля с торфом до сушки mт+mн, г	масса тигля с торфом после сушки Δ(mт+mн), г	масса сухого торфа mc, г	масса удаленной воды mв, г	влажность ω, %	влагосодержание W, кг/кг
1
2
…
n

Влажность и влагосодержание определяют с помощью формул (1.2) и (1.3).

2. Для расчёта зольности на сухое вещество (А^с) также понадобятся тигли и навески торфа массой 6-8 г. Можно использовать тигли с высушенным торфом, использованные для определения его влажности. Торф сжигают в муфельной печи при температуре 800±25^оС в течение 2-3 ч. Тигель с несгораемым остатком (золой) взвешивают и рассчитывают зольность торфа по формуле (2.2) (если используются те же пробы, что и для определения влажности торфа, масса сухого остатка будет уже известна).

3. Насыпную плотность фрезерного торфа в лабораторных условиях находят с помощью пурки.

4. Чтобы определить кислотность торфа используют электрометрический метод. Навеска торфа (2-3 г по абсолютно сухому веществу) помещается в стеклянный стакан или фарфоровый тигель емкостью 100 или 250 мл и заливается 1 н (1 моль/дм³) раствором хлористого калия с рН=6.6÷6.8 в количестве, соответствующем 2,5 объемам по отношению к взятому объему торфа. После тщательного перемешивания суспензии стеклянной палочкой стакан (или тигель) накрывают стеклом и оставляют на 4-5 часов. Сухой торф, не смочившийся в течение этого времени, выдерживают до полного смачивания, периодически помешивая его стеклянной палочкой. Суспензию, приготовленную из торфа-сырца, выдерживают в течение 15 минут. По истечении указанного времени суспензию вновь перемешивают и измеряют величину рН с помощью одного из приборов, строго по инструкции к нему. Перед проведением каждой серии испытаний производят корректировку шкалы прибора по буферному раствору.

5. Для определения фракционного состава фрезерного торфа и его дисперсности понадобятся две навески торфа (низинного и верхового типа) по 1000г и набор сит с диаметрами отверстий 10; 5; 2,5; 1,25 и 0,67мм. Время рассева устанавливает преподаватель. Для встряхивания набор сит устанавливают на вибростол. При контрольном встряхивании в течение 1 мин допустимо просеивание менее 1% остатка на сите. Надрешетный и подрешетный продукты взвешиваются с помощью весов, данные заносятся в таблицу.

Торф	диаметр фракций, мм
	>10	10>x>5	5>x>2,5	2,5>x>1,25	1,25>x>0,67	x≤0,67
низ.
верх.

Содержание каждой фракции в % определяют по формуле (6.1), дисперсность - по формуле (5.1).