CN110270123A - 水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法 - Google Patents

水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法 Download PDF

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肖亚兵
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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Abstract

一种水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法，该装置包括底座，其上设置有放置馏分接收瓶的位置；定量单元，用于监测放置到底座上的馏分接收瓶内馏分的量；以及控制单元，能根据所述定量单元输出的信号产生控制所述产生馏分的蒸馏电路通断的信号。本发明所述的水蒸气蒸馏自动终点定量方法和控制装置，自动对馏分接收瓶进行去皮称重、净重称量，实验人员无需进行不定时取样、称重和断路停止蒸馏，避免因不及时停止造成馏分外溢隐患，减少重复繁琐工作；根据设定值，自动控制接收馏分的接收量，精度高，省时省力。

Description

水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法
技术领域
本发明涉及一种水蒸气蒸馏仪接收自动控制装置，特别涉及一种水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法。
背景技术
测定食品如奶粉中的氮含量需要用到水蒸气蒸馏方法，木薯中的氢化物、熏肉中的亚硝胺等也采用水蒸气蒸馏法来进行样品预处理。国家标准规定测定食品中的氢化物检测需要蒸馏冷凝收集蒸气至少240g，但是目前国内外的水蒸气蒸馏缺少自动控制馏分收集的方法，通过人工观察估量来确定收集的样品的量，产出馏分收集至接收瓶后取出并采用人工称重的方法，存在以下几个问题：
(1)当产出馏分种类或数量较多和不足的时候，必然会增加操作者的重复劳动及计算次数；
(2)在蒸馏过程中，操作人员不能离开，工作效率低；
(3)产生过多的蒸气需要耗费更多的热能，不利于节省电能。
(4)过多的馏分有外溢损坏设备的隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种水蒸气蒸馏自动终点定量装置，包括：
底座，其上设置有放置馏分接收瓶的位置；
定量单元，用于监测放置到底座上的馏分接收瓶内馏分的量；以及
控制单元，能根据所述定量单元输出的信号产生控制所述产生馏分的蒸馏电路通断的信号。
作为本发明的另一个方面，提供了一种蒸馏仪，内含有如上所述蒸馏自动终点定量装置。
作为本发明的又一个方面，还提供了一种采用如上所述蒸馏自动终点定量装置进行蒸馏的方法，包括：
将空的馏分接收瓶放在底座上的托盘称重后，控制单元自动去皮清零；
选择称重或定时方式进行蒸馏自动终点定量，液晶屏上同时显示蒸馏的馏分重量或蒸馏的时间；
达到设置的终点时，控制单元控制蒸馏停止，加热状态指示灯灭，报警器开始报警。
基于上述技术方案可知，本发明的水蒸气蒸馏自动终点定量装置和方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：
1、本发明所述的水蒸气蒸馏自动终点定量方法和控制装置，自动对蒸馏接收瓶进行去皮称重、净重称量，实验人员无需进行不定时取样、称重和断路停止蒸馏，避免因不及时停止造成馏分外溢隐患，减少重复繁琐工作；根据设定值，自动控制接收馏分的接收量，精度高，省时省力；
2、由于整个计量及接收馏分过程都是自动进行，馏分重量与加热器、回流通路相连，及时阻断馏分流出，断开设备工作通路，最大程度上减小设备工作能耗，降低了实验操作人员的劳动强度，提高了蒸馏馏分的接收精度、准确性和工作效率，减少重复、繁琐的人工操作，避免了人工操作失误的发生，可以集中精力进行实验观察、分析、记录等工作，十分有利于实验成功的完成；
3、本发明设计有人机交互系统，用户可以通过人机交互系统设定各种参数，达到蒸馏终点时自动停止加热。
附图说明
图1为本发明一实施例的自动称量装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例的称量反馈终点控制示意图；
图3为本发明一实施例的称量终点控制的主程序流程图。
上图中，附图标记含义如下：
1、馏分接收瓶；2、托盘；3、压敏电桥；4、缓冲套；5、弹簧；6、减震柱；7、底座；8、24位AD模数转换；9、控制单元；10、液晶屏；11、驱动电源；12、加热器；13、指示灯；14、报警器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
一种蒸馏自动终点定量装置，包括：
底座，其上设置有放置馏分接收瓶的位置；
定量单元，用于监测放置到底座上的馏分接收瓶内馏分的量；以及
控制单元，能根据所述定量单元输出的信号产生控制所述产生馏分的蒸馏电路通断的信号。
其中，所述定量单元包括用于监测馏分重量的压敏电桥，压敏电桥设置在底座上；和/
所述定量单元包括用于定时蒸馏时间的定时组件。
其中，当定量单元包括压敏电桥时，所述压敏电桥与馏分接收瓶之间设有用于盛放馏分接收瓶的托盘。
其中，当定量单元包括压敏电桥时，所述压敏电桥与底座之间设有减震装置；
其中，所述减震装置包括：
若干减震柱，其设在底座上；
若干缓冲套，其连接在压敏电桥底部且套装在减震柱上；
弹簧，其连接在减震柱与缓冲套之间。
其中，所述控制单元包括模数转换器和逻辑控制部件，所述压敏电桥通过模数转换器将信号传给逻辑控制部件；
其中，所述模数转换器为24位模数转换器。
其中，所述蒸馏自动终点定量装置包括用于显示馏分重量的液晶屏，所述液晶屏在控制单元控制下显示所述定量单元监测到的馏分的量。
其中，所述蒸馏自动终点定量装置包括用于显示蒸馏电路处于加热状态的指示灯。
其中，所述蒸馏自动终点定量装置包括用于提醒蒸馏达到终点的报警器。
其中，所述蒸馏自动终点定量装置包括能使用户设定各种参数以达到蒸馏终点时自动停止加热的人机交互单元。
本发明还提供了一种蒸馏仪，内含有如上所述蒸馏自动终点定量装置。
本发明还公开了一种采用如上所述蒸馏自动终点定量装置进行蒸馏自动终点定量的方法，包括：
将空的馏分接收瓶放在底座上的托盘称重后，控制单元自动去皮清零；
选择称重或定时方式进行蒸馏自动终点定量，液晶屏上同时显示蒸馏的馏分重量或蒸馏的时间；
达到设置的终点时，控制单元控制蒸馏停止，加热状态指示灯灭，报警器开始报警。
其中，采用所述称重方式进行时设置的重量为230-250g、优选240g；
其中，采用所述定时方式进行时设置的定时为9.5-10.5min、优选10min。
其中，控制单元通常可以为单片机、单板机、PLC(可编程逻辑控制器)、FPGA(可编程门阵列)、微机、服务器等具有逻辑控制部件的设备。
在一个优选实施方式中，本发明例如采用如下技术方案：
水蒸气蒸馏自动终点定量控制装置(水蒸气蒸馏自动终点定量装置)，所述的水蒸气蒸馏自动终点定量控制装置包括自动称量装置和称量反馈终点控制装置，自动称量装置包括馏分接收瓶、托盘、压敏电桥、缓冲套、弹簧、减震柱、底座、24位AD模数转换、控制单元、液晶屏、驱动电源、加热器、指示灯、报警器；压敏电桥安装在壳体内侧的底座上，压敏电桥的上方安装托盘，馏分接收瓶放置在托盘内，压敏电桥与底座之间设有减震装置，压敏电桥通过24位AD模数转换将信号传给控制单元，24位AD模数转换采用STM32F407ZGT6作为主控芯片，以及同步采集压力传感器的电压值，同时将接收瓶内液体的重量显示在液晶屏上，当接收瓶内液体到达设定值，控制电路发出指令停止加热，加热状态指示灯灭，报警器开始报警。
其中，所述控制装置还包括人机交互系统，所述人机交互系统与所述控制单元连接。
其中，所述压敏电桥的上方安装托盘，托盘下方装有防震装置。
以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。
一种水蒸气蒸馏自动终点定量方法和控制装置，如图1所示，包括馏分接收瓶1、托盘2、压敏电桥3、缓冲套4、弹簧5、减震柱6、底座7、24位AD模数转换8、控制单元9、液晶屏10、驱动电源11；压敏电桥3安装在壳体内侧的底座7上，压敏电桥3的上方安装托盘2，馏分接收瓶1放置在托盘2内，压敏电桥3与底座7之间设有减震装置，压敏电桥3通过24位AD模数转换8将信号传给控制单元9，同时将馏分接收瓶1内馏出液的重量显示在液晶屏上，当接收瓶内液体达到设定值(240g)时，控制单元9发出指令控制加热器12停止加热，加热状态指示灯13灭，报警器14开始报警。
本发明还包括人机交互系统，所述人机交互系统与所述控制单元连接，用户可以通过人机交互系统设定各种参数，达到蒸馏终点时自动停止加热，达到蒸馏目的。
所述压敏电桥3的上方安装托盘2，托盘3下方装有防震装置，达到防震的目的，使测量更准确。
使用时，当馏分接收瓶1放在称重托盘2后，对空馏分接收瓶1进行称重，控制单元自动“去皮清零”。压敏电桥3通过24位AD模数转换8将信号传给控制电路，24位AD模数转换8采用STM32F407ZGT6作为主控芯片，以及采用XFW-HX711芯片采集压力传感器的电压值，同时将接收瓶内馏出液的重量或蒸馏的时间显示在液晶屏10上，蒸馏之前，在液晶屏上选择称量模式或定时模式，当选择称量模式后，设定需要收集馏分的重量，如240g，当馏分接收瓶1内液体到达240g时，控制电路发出指令停止加热，加热状态指示灯13灭，报警器14开始报警。当选择定时模式后，设定需要蒸馏的时间，如10min，当蒸馏时间到达10min时，控制电路发出指令停止加热，加热状态指示灯13灭，报警器14开始报警。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，包括：
底座，其上设置有放置馏分接收瓶的位置；
定量单元，用于监测放置到底座上的馏分接收瓶内馏分的量；以及
控制单元，能根据所述定量单元输出的信号产生控制所述产生馏分的蒸馏电路通断的信号。
2.根据权利要求1所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
所述定量单元包括用于监测馏分重量的压敏电桥，压敏电桥设置在底座上；和/或
所述定量单元包括用于定时蒸馏时间的定时组件。
3.根据权利要求2所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
当定量单元包括压敏电桥时，所述压敏电桥与馏分接收瓶之间设有用于盛放馏分接收瓶的托盘。
4.根据权利要求2所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
当定量单元包括压敏电桥时，所述压敏电桥与底座之间设有减震装置；
作为优选，所述减震装置包括：
若干减震柱，其设在底座上；
若干缓冲套，其连接在压敏电桥底部且套装在减震柱上；
弹簧，其连接在减震柱与缓冲套之间。
5.根据权利要求1所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
所述控制单元包括模数转换器和逻辑控制部件，所述压敏电桥通过模数转换器将信号传给逻辑控制部件；
作为优选，所述模数转换器为24位模数转换器。
6.根据权利要求1所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
所述蒸馏自动终点定量装置包括用于显示馏分重量的液晶屏，所述液晶屏在控制单元控制下显示所述定量单元监测到的馏分的量。
7.根据权利要求1所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
所述蒸馏自动终点定量装置包括用于显示蒸馏电路处于加热状态的指示灯。
8.根据权利要求1所述的蒸馏自动终点定量装置，其特征在于，
所述蒸馏自动终点定量装置包括用于提醒蒸馏达到终点的报警器；
作为优选，所述蒸馏自动终点定量装置包括能使用户设定各种参数以达到蒸馏终点时自动停止加热的人机交互单元。
9.一种蒸馏仪，其特征在于，内含有如权利要求1-8任一项所述蒸馏自动终点定量装置。
10.一种采用如权利要求1-8任一项所述蒸馏自动终点定量装置进行蒸馏自动终点定量的方法，包括：
将空的馏分接收瓶放在底座上的托盘称重后，控制单元自动去皮清零；
选择称重或定时方式进行蒸馏自动终点定量，液晶屏上同时显示蒸馏的馏分重量或蒸馏的时间；
达到设置的终点时，控制单元控制蒸馏停止，加热状态指示灯灭，报警器开始报警；
作为优选，采用所述称重方式进行时设置的重量为230-250g、优选240g；
作为优选，采用所述定时方式进行时设置的定时为9.5-10.5min、优选10min。
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