CN203811498U - 纤维素测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纤维素测定装置，其主要技术特征：砂芯坩埚上端通过连接套件连接有上套管，砂芯坩埚下通过连接套件连接有下套管；上套管上连接有冷凝管，冷凝管顶部有加液口；下套管下连接有锥形瓶，锥形瓶上有真空或压缩空气接口。本实用新型的有益效果在于：结构简单合理、占地面积小、使用灵活，生产成本低，可满足教学科研的多样化需求。此外，本装置中的冷凝管与锥形瓶组合后还可以作为回流浸提装置使用，可较好地降低实验经费投入。本实用新型的玻璃仪器既可单组应用，也可多组同时并联使用，可满足教学中开多组实验的需求和科研中样品测定多样化的需求。

Description

纤维素测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种纤维素测定装置，尤其适用于对饲料和食品中粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素、膳食纤维等纤维类物质含量的测定。 

背景技术

纤维类物质是植物性食品、饲料的主要成分之一，广泛存在于各种植物体内，其含量随食品、饲料种类的不同而异。在食品、饲料的生产与开发中，常需测定这类物质的含量。食品、饲料中提出最早、应用最广泛的纤维类物质测定指标是粗纤维，此外还有中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、酸性洗涤木质素、膳食纤维等。 

粗纤维是不能被稀酸、稀碱所溶解，不能为人体所消化利用的物质。粗纤维在化学上不是单一组分的物质，而是包括纤维素、半纤维素、木素等多种组分的混合物。 

粗纤维的测定原理：在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾(钠)溶液处理，使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙醚处理除去单宁、色素及残余的脂肪，所得残渣为粗纤维与灰分之和；再将所得残渣在高温条件下灼烧，残余部分为灰分，即可推出粗纤维的质量。 

中性洗涤纤维(GB/T20806-2006)、酸性洗涤纤维(NY/T1259-2007)、酸性洗涤木质素(GB/520805-2006)、膳食纤维的测定原理同上述粗纤维相类似：均需要多次浸提、过滤等过程。在现有的生物工程、食品等专业的 实验教学与科研工作中，常常需要开展以上纤维类物质的测定。 

目前，实现上述纤维类物质测定的装置分为手工操作法(GB/T20806-2006，GB/T6434-2006/ISO6865:2000，GB/T20805-2006)、自动化仪器设备。 

手工操作法是采用的锥形瓶、冷凝管、玻璃砂芯漏斗、抽滤装置、烧杯等器皿，需经过消煮、过滤、洗涤、冲洗等多个步骤。以饲料中中性洗涤纤维(NDF)的测定(GB/T20806-2006)为例。先将称重的样品放入由锥形瓶和冷凝管连接而成的消煮器中，加入中性洗涤剂、正辛醇、α-高温淀粉酶等，在微沸状态下消煮。然后用玻璃砂芯漏斗将消煮好的试样趁热倒入抽滤，用热水冲洗三角瓶中的残余物，直至滤出液清澈无泡沫为止，抽干后用丙酮冲洗剩余物3次，确保剩余物与丙酮充分混合，至滤出液无色为止。将玻璃砂芯漏斗和剩余物放入105℃烘箱内烘干3-4h至恒重，在干燥器内冷却后称量。再烘干30min，冷却，称量，计算中性洗涤纤维的含量。对于脂肪含量高的样品还需要预先脱脂。饲料中粗纤维的测定(GB/T6434-2006)采用两次消煮，操作更复杂。由此可见，采用普通玻璃器皿的手工测定方法程序复杂，步骤繁琐。此外，操作过程中由消煮装置的锥形瓶转移到抽滤装置中抽滤，需要多人配合，劳动强度大，转移过程中粘附在砂芯滤板表面的纤维常常难于转移到下一步骤的容器中，很大地增加了检测的误差，导致检测结果误差大。过滤过程中砂芯滤板也易堵塞，影响工作效率。总的来说，普通器皿手工操作法，实验误差大、耗时长、结果准确度差，较大地影响教学和科研效果。 

自动化仪器设备，虽然能够克服手工操作法的一些缺点，但是仪器设备价格昂贵，占用空间大，砂芯坩埚也是厂家专门定制的尺寸，价格十分昂贵，使得实验成本非常高，且一旦有一个损坏则不能开展实验。另一方 面，一台自动化纤维素测定仪通常只能够一次测定6个样品，而实践教学与科研中通常需要同时开展几十个组，且不同组的进度会有一定差异。自动化设备不能够满足实验教学的多样性要求。如果多购置几台设备，实验成本则更高。因此，开发一种价格低廉、易于装配、产品配件易购买的装置，对推动实验教学与科研有较大益处。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单合理、制造成本低、易于拆装、占用空间小的纤维素测定装置，以弥补现有技术之不足。 

本实用新型为实现目的采用的技术方案： 

纤维素测定装置，包括砂芯坩埚，其特征是：砂芯坩埚上端通过连接套件连接有上套管，砂芯坩埚下通过连接套件连接有下套管；上套管上连接有冷凝管，冷凝管顶部有加液口；下套管下端连接有锥形瓶，锥形瓶上有真空或压缩空气接口。 

优化的：所述的上套管下端与砂芯坩埚的连接部位设置有上套管沿边，所述的下套管上端与砂芯坩埚的连接部位设置有下套管沿边；连接套件包括胶垫、金属固定片和固定工具；砂芯坩埚上部的连接固定顺序为：砂芯坩埚上部、胶垫、上套管沿边、胶垫、金属固定片；砂芯坩埚下部的连接顺序为：砂芯坩埚下部、胶垫、下套管沿边、胶垫、金属固定片；两个金属固定片之间用固定工具固定。 

优化的，所述的固定工具为螺栓和螺母，在两个金属固定片上开孔，螺栓穿过两个孔，再用螺母拧紧固定。 

优化的，所述的固定工具为夹具，直接夹住两个金属固定片的外端面即可。 

优化的，上套管和冷凝管的接触部分均有磨砂密封接口；下套管和锥形瓶的接触部分均有磨砂密封接口。 

本实用新型的有益效果在于：结构简单合理、占地面积小、组装方便、制造成本低、使用灵活；本装置中的冷凝管与锥形瓶组合可以作为回流浸提装置使用，可较好地降低实验经费投入。本实用新型的玻璃仪器既可单组应用，也可多组同时并联使用，可满足教学中同时开展几十组实验的需求，达到每一组学生一台装置的要求，更好地提高教学效果，促进学生的技能学习。该装置也能够满足科研工作中样品测定多样化的需求。 

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图； 

图2为砂芯坩埚连接方式示意图。 

图3是本实用新型另一个实施例的结构示意图。 

具体实施方式

实施例1： 

1是砂芯坩埚，2是上套管，3是下套管，4锥形瓶，5是真空(或压缩空气)接口，6是上套管沿边，7是下套管沿边，8是胶垫，9是金属固定片，10是螺栓，11是螺母，13是孔，14是磨砂部位；15是冷凝管,16是加液口，17为砂芯滤板。 

使用之前，将待测定样品放置于砂芯坩埚1的砂芯滤板17上，再将砂芯坩埚1连接上套管2和下套管3。 

连接上套管2具体方式：因为玻璃制品之间直接接触不能密封，所以在砂芯坩埚1上部和上套管沿边6之间放置胶垫8，起到保护和气密性的要求；由于金属固定片9与玻璃直接接触，在外界加压下，易使玻璃破碎，所以在上套管沿边6和金属固定片9之间也有胶垫8。 

连接下套管3的具体方式和原理与上述方式相同。 

连接好以后，将螺栓10穿过两个金属固定片9的孔，再旋上螺母11，这样，就将砂芯坩埚1、上套管2、下套管3固定完成。 

再将冷凝管15放置在上套管2上开口内，两者的磨砂部位14实现紧合。 

再将下套管3下部放置在锥形瓶4的开口内，两者的磨砂部位14实现紧合。 

使用时：从加液口16加入酸、碱等试剂，并下落到砂芯坩埚1内，按相关条件，和待测定物品反应。砂芯坩埚1的砂芯滤板17是依据标准方法选定的过滤介质，在抽真空条件下，过滤除去溶解物质。砂芯滤板17结构密实，在锥形瓶4的真空接口5密封、不抽真空的条件下，砂芯坩埚1内的液体不会下落到锥形瓶4内。 

在接口5处接上真空泵，由于组件都具有气密性，所以负压可以帮助液体顺利下落。当砂芯滤板17被纤维堵住时，可连接压缩气体，将堵住过滤孔的物质去除，从而加速过滤，提高实验效率。 

可以看出，气密性是实现目的的必须要求，之前设置的胶垫8、磨砂部位14的结构都是为了实现本套装置的气密性。 

但是由于尺寸的原因，砂芯坩埚1本身不能设置磨砂部位14，所以我们巧妙的利用外接的上套管2和下套管3实现了磨砂部位14. 

冷凝管15的作用是在消煮过程中，冷凝回流酸或碱溶液中蒸发液体，保持溶液的浓度。 

反应完毕后，逆动作拆卸组件，将砂芯坩埚1送入干燥设备中干燥，可得到纤维类物质与灰分的质量之和，将烘干后的砂芯坩埚送到马弗炉内灼烧后称得灰分，即可计算得到扣除灰分后的纤维类物质的质量。 

上述过程中，通过类似电热吹风机的装置，使高温空气加热砂芯坩埚1和上套管2，可以达到加热砂芯坩埚内部液体，加速反应的目的。 

自冷凝管15顶部的加液口16可以加入消煮液、洗涤溶剂等。样品的消煮过程与抽滤均在连接好的装置中进行，不需由一个容器换到另一个容器，既避免了因待测样转移导致的误差，又使操作更佳便捷。针对抽滤过程中砂芯滤板17堵塞，可以通过充入压缩空气，反吹，使砂芯滤板17有较好的过滤效果。 

采用的玻璃砂芯坩埚1，能耐受500-650℃的高温，可直接进入马弗炉中灼烧，可以满足粗纤维测定过程中测定灰分的要求，也避免了一些繁琐的操作。 

实施例2： 

同实施例1类似，不同之处在于使用夹具18代替螺栓10和螺母11，保持砂芯坩埚1与上下套管连接的密封性。 

Claims (5)

1.纤维素测定装置，包括砂芯坩埚，其特征是：砂芯坩埚上端通过连接套件连接有上套管，砂芯坩埚下通过连接套件连接有下套管；上套管上连接有冷凝管，冷凝管顶部有加液口；下套管下连接有锥形瓶，锥形瓶上有真空或压缩空气接口。

2.如权利要求1所述的纤维素测定装置，其特征是：所述的上套管下端与砂芯坩埚的连接部位设置有上套管沿边，所述的下套管上端与砂芯坩埚的连接部位设置有下套管沿边；连接套件包括胶垫、金属固定片和固定工具；砂芯坩埚上部的连接固定顺序为：砂芯坩埚上部、胶垫、上套管沿边、胶垫、金属固定片；砂芯坩埚下部的连接顺序为：砂芯坩埚下部、胶垫、下套管沿边、胶垫、金属固定片；两个金属固定片之间用固定工具固定。

3.如权利要求2所述的纤维素测定装置，其特征是：所述的固定工具为螺栓和螺母，在两个金属固定片上开孔，螺栓穿过两个孔，再用螺母拧紧固定。

4.如权利要求2所述的纤维素测定装置，其特征是：所述的固定工具为夹具，直接夹住两个金属固定片的外端面即可。

5.如权利要求1或2或3或4所述的纤维素测定装置，其特征是：上套管和冷凝管的接触部分均有磨砂密封接口；下套管和锥形瓶的接触部分均有磨砂密封接口。