DE3411495A1 - Process and device for measuring the moisture content of a pulverulent, dust-like, pellet-like or pourable material - Google Patents
Process and device for measuring the moisture content of a pulverulent, dust-like, pellet-like or pourable materialInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeits-Method and device for measuring the moisture
gehalts eines pulverförmigen, staubförmigen, pelletförmigen oder rieselfähigen Materials Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts eines pulverförmigen, staubförmigen, pelletförmigen oder rieselfähigen Materials in einem Materialstrom.content of a powdery, dusty, pellet-shaped or free-flowing Materials The invention relates to a method and a device for measurement the moisture content of a powdery, dusty, pellet-shaped or free-flowing material in a material flow.
Es ist häufig nötig, die Feuchtigkeit eines pulverförmigen, staubförmigen, pelletförmigen oder rieselfähigen Materials in einem Materialstrom zu messen. So kann man z.B. zur Qualitätskontrolle von in einer Pelletpresse hergestellten Pellets die Feuchtigkeit dieser Pellets messen. Häufig ist es auch notwendig, die Feuchtigkeit eines solchen Materials in einem Materialstrom zu steuern oder zu regeln. So muß z.B. bei der Verpressung von pulverförmigen oder staubförmigen Materialien zu Pellets oder Granulaten die Feuchtigkeit gesteuert oder geregelt werden, um nicht nur den Feuchtigkeitsgehalt des fertigen Erzeugnisses festzulegen, sondern um auch die Pelletpresse mit einem Material mit einer Feuchtigkeit zu versorgen, die für die Betriebsweise der Pelletpresse optimal ist. Ähnliches gilt beim Extrudieren solcher Materialien.It is often necessary to remove the moisture from a powdery, dusty, to measure pellet-shaped or free-flowing material in a material flow. So can be used e.g. for quality control of pellets produced in a pellet press measure the humidity of these pellets. Often it is also necessary to maintain moisture to control or regulate such a material in a material flow. So must e.g. when pressing powdery or dusty materials into pellets or granules that control or regulate the humidity, not just the Set moisture content of the finished product, but also to make the pellet mill to provide a material with a moisture that is necessary for the operating mode the pellet press is optimal. The same applies to the extrusion of such materials.
Es sind verschiedene Verfahren zur Messung der Feuchtigkeit bekannt, mit denen auch eine verhältnismäßig schnelle Messung möglich ist, z.B. Reflektions- oder Absorptionsmessungen für Infrarotstrahlung, Messung der Dielektrizitätskonstanten und dergleichen. Alle diese Meßmethoden haben aber den Nachteil, daß sie keine absolute Messung der Feuchtigkeit ermöglichen, da selbstverständlich das Material selbst auch Infrarotstrahlung reflektiert oder eine Dielektrizitätskonstante hat. Ändert also das Material seine Zusammensetzung, nicht aber die Feuchtigkeit, so wird bei diesem Meßverfahren eine Änderung der Feuchtigkeit simuliert, die in Wirklichkeit gar nicht aufgetreten ist.Various methods of measuring moisture are known, with which a relatively fast measurement is possible, e.g. reflection or absorption measurements for infrared radiation, measurement of the dielectric constant and the same. But all these measuring methods have Disadvantage, that they do not allow an absolute measurement of the humidity, as it goes without saying the material itself also reflects infrared radiation or a dielectric constant Has. So if the material changes its composition, but not the moisture, so a change in humidity is simulated in this measuring method, which in Reality did not occur at all.
Eine genaue Messung ist nur möglich, wenn eine gewisse Menge des Materials abgewogen, anschließend getrocknet und dann erneut gewogen wird, wobei der Gewichtsverlust der vorher enthaltenen Feuchtigkeit entspricht. Entsprechende Messungen sind zwar genau, aber sehr zeitaufwendig. Vernünftig genaue Messungen erfordern mindestens 15 Minuten, so daß z.B. eine Steuerung oder Regelung des Feuchtigkeitsgehalts in einem laufenden Arbeitsverfahren kaum oder nur mit sehr langer Regelstrecke überhaupt möglich ist.An accurate measurement is only possible if there is a certain amount of the material weighed, then dried and then weighed again with the weight loss corresponds to the previously contained moisture. Corresponding measurements are indeed accurate, but very time consuming. Reasonably accurate measurements require at least one 15 minutes, so that e.g. a control or regulation of the moisture content in an ongoing work process hardly or only with a very long controlled system is possible.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem der Feuchtigkeitsgehalt schnell und genau gemessen werden kann.The object of the invention is to provide a method and a device of the type mentioned to create with which the moisture content quickly and can be measured accurately.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin, daß fortlaufend Proben des Materials entnommen werden, die Probe gewogen, einem Vakuum ausgesetzt und dort unter Erwärmung getrocknet wird und anschließend erneut gewogen wird, und daß der Gewichtsverlust ermittelt wird.The solution according to the invention consists in a method of the above mentioned type in that continuously samples of the material are taken, the The sample is weighed, exposed to a vacuum and dried there with heating and then weighed again and that the weight loss is determined.
Es wird also wie bei dem vorbekannten von Hand durchgeführten Verfahren vor und nach der Trocknung gewogen. Da die Trocknung aber im Vakuum unter Erwärmung stattfindet, ist sie wesentlich schneller, als dies bisher der Fall war. Auf diese Weise lassen sich Meßzeiten in der Größenordnung von 30 Sekunden erreichen. Es versteht sich, daß bei einer so kurzen Meßzeit eine Regelung oder Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts ohne weiteres möglich ist, wenn der ermittelte Gewichtsverlust zur Steuerung oder Regelung einer Dampf- oder Wasserzugabe verwendet wird.So it becomes as with the previously known method carried out by hand weighed before and after drying. Since the drying but in a vacuum with heating takes place, it is essential faster than has been the case before was. In this way, measurement times of the order of 30 seconds can be achieved reach. It goes without saying that with such a short measuring time a control or Control of the moisture content is readily possible if the determined Weight loss used to control or regulate the addition of steam or water will.
Durch die Erwärmung wird die Verdampfung beschleunigt. Eine zu starke Erwärmung kann aber nachteilig sein, da dann Isoliermaßnahmen erforderlich sind, Probleme mit Wärmeleitung auftreten oder aber (z.B. bei Futtermitteln) das Produkt chemisch verändert wird, indem z.B. chemische Veränderungen an Eiweißstoffen auftreten. Diese Probleme werden vermieden, wenn nur so stark Wärme zugeführt wird, daß der Wärmeverlust durch Verdampfung ausgeglichen wird. Auf diese Weise behält das Material während der gesamten Messung immer die gleiche Temperatur bei.The heating accelerates the evaporation. Too strong However, warming can be disadvantageous, as insulation measures are then required. Problems with heat conduction occur or (e.g. with feed) the product is chemically changed, e.g. by chemical changes in proteins. These problems are avoided if only so much heat is supplied that the Heat loss is compensated for by evaporation. This way the material retains the same temperature during the entire measurement.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren kontinuierlich und automatisch durchgeführt. Auf diese Weise kann man, was bisher nicht möglich war, dauernd neue und sehr genaue Meßwerte erhalten.In a particularly advantageous embodiment, the method carried out continuously and automatically. In this way you can do what so far was not possible to continuously receive new and very accurate readings.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform finden die Wiegungen im Vakuum statt. Dies erfordert zwar einen etwas größeren Aufwand für die Waage, hat aber den Vorteil, daß die Proben während der gesamten Messungen immer in derselben Waagschale verbleiben können.In an advantageous embodiment, the weighings take place in a vacuum instead of. Although this requires a little more effort for the scales, it has the advantage that the samples are always in the same weighing pan during the entire measurement can remain.
Teilt man die Vorgänge auf, indem die Wiegungen in zwei Waagen erfolgen, die im Materialweg vor und hinter einer Vakuumkammer angeordnet sind, so kann die Meßgeschwindigkeit weiter erhöht werden. Es werden nämlich gleichzeitig drei Proben untersucht bzw. behandelt, wobei zwei zu jedem Zeitpunkt gewogen und eine dritte getrocknet wird. Es versteht sich, daß dabei die Gewichte derselben Probe in Beziehung zueinander gesetzt werden müssen.If the processes are divided up by weighing on two scales, which are arranged in the material path in front of and behind a vacuum chamber, so the Measuring speed further increase. Namely, they will be at the same time three samples examined or treated, two being weighed at each point in time and a third is dried. It goes without saying that the weights of the same Sample must be related to each other.
Die Erwärmung des Materials könnte an sich durch Erwärmung der Wände der Vakuumkammer erfolgen. Eine schnellere Erwärmung und damit schnellere Trocknung bzw. die Vermeidung der Temperaturerhöhung, wenn nur Wärmeverluste durch Verdampfen ausgeglichen werden, kann man aber erreichen, wenn die Erwärmung mit elektromagnetischer Strahlung erfolgt, und zwar insbesondere mit Infrarot-, Ultrarot- oder Hochfrequenzstrahlung. Besonders vorteilhaft ist eine Mikrowellenbestrahlung, da die Mikrowellen vom Wasser absorbiert werden, nicht aber von sehr vielen anderen Materialien. Selbstverständlich ist auch eine Kombination verschiedener Bestrahlungen möglich.The heating of the material itself could be due to the heating of the walls the vacuum chamber. Faster heating and therefore faster drying or the avoidance of the temperature increase, if only heat losses through evaporation be balanced, but can be achieved if the heating with electromagnetic Radiation occurs, in particular with infrared, ultrared or high frequency radiation. Microwave irradiation is particularly advantageous because the microwaves come from the water are absorbed, but not by many other materials. Of course a combination of different irradiations is also possible.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß sie eine Dosiereinrichtung zur Abmessung von im wesentlichen volumengleichen Materialproben aufweist. An sich ist es nicht unbedingt erforderlich, daß alle Materialproben ungefähr gleich groß sind; die Messung wird aber erleichtert und genauer, wenn eine solche Dosiereinrichtung vorgesehen ist, daß alle Materialproben ungefähr gleich groß sind.A device for carrying out the method is characterized by this from that they have a metering device for the measurement of substantially equal volumes Has material samples. In and of itself it is not absolutely necessary that all material samples are roughly the same size; however, the measurement is made easier and more accurate if a such a metering device is provided that all material samples are approximately the same are great.
Die Dosiereinrichtung kann eine diskontinuierlich angetriebene Drehtellereinrichtung sein; sie hat in diesem Fall einen besonders einfachen Aufbau.The metering device can be a discontinuously driven turntable device be; in this case it has a particularly simple structure.
Vorteilhafterweise sind die Waagen außerhalb der Vakuumkammer angeordnet. Insbesondere können die Waagen mehrere ;Jaagschalen aufweisen, die diskontinuierlich um eine Achse drehbar sind. Man hat in diesem Falle nicht nur eine drehtellerartige Anordnung für die Dosiereinrichtung, sondern auch für die Waagen. Es befinden sich auf diese Weise jeweils mehrere Proben in der Dosiereinrichtung und in den Waagen, so daß mehr Zeit für das Abwiegen zur Verfügung steht.The scales are advantageously arranged outside the vacuum chamber. In particular, the scales can have several huntsman bowls that are discontinuous are rotatable about an axis. In this case you don't just have a turntable-like one Arrangement for the dosing device, but also for the scales. There are in this way several samples in each case in the dosing device and in the scales, so that more time is available for weighing.
Die Vakuumkammer muß jedes Mal selbstverständlich geöffnet werden, wenn eine neue Probe eingeführt oder von der Vakuumkammer abgegeben wird. Dies läßt sich besonders einfach erreichen, wenn die Vakuumkammer mit oberen und unteren Abdeckungen versehen ist, die mit Materialdurchlässen versehen sind, wobei die Abdeckungen diskontinuierlich zum Offnen/Schließen verschiebbar oder drehbar sind. Selbstverständlich wäre auch eine kontinuierliche Verschiebung oder Drehung der Abdeckung möglich; durch die diskontinuierliche Bewegung wird aber eine größere Geschwindigkeit beim öffnen oder Schließen der Vakuumkammern erreicht.The vacuum chamber must of course be opened every time, when a new sample is introduced or dispensed from the vacuum chamber. This leaves particularly easy to reach if the vacuum chamber has upper and lower covers is provided, which are provided with material passages, the covers being discontinuous are slidable or rotatable for opening / closing. Of course it would also be continuous displacement or rotation of the cover possible; through the discontinuous movement but will have a greater speed when opening or Achieved closing of the vacuum chambers.
Wenn die Abdeckungen synchron mit der Dosiereinrichtung drehbar sind, kann ein besonders einfacher Aufbau dadurch erreicht werden, daß die Dosiereinrichtung und die Abdeckungen auf derselben Achse befestigt und miteinander gedreht werden.If the covers can be rotated synchronously with the dosing device, a particularly simple structure can be achieved in that the metering device and the covers are mounted on the same axis and rotated together.
Es ist aber auch möglich, die obere und unter Abdeckung feststehend auszubilden, wobei dann mehrere Vakuumkammern vorgesehen sind, die unter den Materialdurchlässen hindurchbewegt, insbesondere gedreht werden. Im Falle der Drehung der Vakuumkammern können diese selbstverständlich wiederum auf derselben Achse befestigt sein, mit der auch die Dosiereinrichtung gedreht wird.But it is also possible to have the upper and lower cover fixed form, in which case a plurality of vacuum chambers are provided, which are under the material passages moved through, in particular rotated. In the case of rotation of the vacuum chambers can these, of course, must in turn be fastened on the same axis with which also the metering device is rotated.
Wenigstens ein Teil der Wände der Vakuumkammer bzw. Vakuumkammern besteht vorteilhafterweise aus für die elektromagnetische Strahlung durchlässigem Material, z.B. Polytetrafluoräthylen, da so auf besonders einfache Weise von außen z.B. Mikrowellenenergie eingestrahlt werden kann.At least some of the walls of the vacuum chamber or chambers consists advantageously of permeable to the electromagnetic radiation Material, e.g. polytetrafluoroethylene, because it is particularly easy to use from the outside E.g. microwave energy can be radiated.
Die Energiequelle kann aber auch in der Vakuumkammer angeordnet sein.The energy source can, however, also be arranged in the vacuum chamber.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beschrieben.The invention is described below, for example, with reference to FIG the accompanying drawing is described using an advantageous embodiment.
Z.B. in einer Schneckenpumpe 1 wird ein Materialstrom eines pulverförmigen, staubförmigen oder rieselfähigen Materials von links zu einem Auslaß 2 nach rechts befördert. Im Bereich der Wandung der Schneckenpumpe befindet sich eine Öffnung 3, unter der eine auf der Achse 4 drehbar befestigte Platte 5 sich befindet. Diese Platte ist mit Durchgangsbohrungen 6 versehen. Unterhalb der drehbaren Platte 5 befindet sich eine feststehende Platte 7, die bei 8 ebenfalls mit einer Durchgangsbohrung versehen ist. In der gezeigten Stellung befindet sich die in der Figur linke Ausnehmung 6 unter der Öffnung 3 in der Wandung der Schneckenpumpe, so daß hier Material 21 in die Ausnehmung 6 eindringen kann, bis diese Ausnehmung gefüllt ist. Dieses Material, das in der Figur rechts mit 22 bezeichnet ist, kann dann durch die Öffnung 8 nach unten fallen, wenn sich die drehbare Platte 5 entsprechend weit gedreht hat. Diese Drehung kann diskontinuierlich z.B. mit einem Malteserkreuz-Antrieb erfolgen.E.g. in a screw pump 1, a material flow of a powdery, dusty or pourable material from the left to an outlet 2 to the right promoted. There is an opening in the area of the wall of the screw pump 3, under which a plate 5 rotatably mounted on the axis 4 is located. These Plate is provided with through holes 6. Below the rotatable plate 5 there is a fixed plate 7, which at 8 also has a through hole is provided. The recess on the left in the figure is in the position shown 6 under the opening 3 in the wall of the screw pump, so that here material 21 in the Recess 6 can penetrate until this recess is filled is. This material, which is designated in the figure on the right with 22, can then through the opening 8 fall down when the rotatable plate 5 is correspondingly far turned. This rotation can be done discontinuously, e.g. with a Maltese cross drive take place.
Das durch die Öffnung fallende Material fällt dann in eine Waagschale 9, so daß das Gewicht mit Hilfe eines Meßwertaufnehmers 10 festgestellt werden kann. Das gerade in der Waagschale befindliche Material ist mit 23 bezeichnet.The material falling through the opening then falls into a weighing pan 9, so that the weight can be determined with the aid of a transducer 10. The material currently in the weighing pan is denoted by 23.
Anschließend kann das Material dann in eine Vakuumkammer 11 fallen, die in Richtung des Pfeiles 12 mit Hilfe einer Vakuumpumpe evakuiert werden kann. Das gerade in der Kammer befindliche Material ist mit 24 bezeichnet. Die Vakuumkammer ist oben und unten offen; sie kann mit einer oberen Abdeckung 13 und einer unteren Abdeckung 14 verschlossen werden, wenn sie evakuiert werden soll. Nachdem das Material mit Hilfe von Mikrowellenstrahlung 15 erwärmt worden und damit getrocknet worden ist, öffnet sich die untere Abdeckung 14, so daß das Material in eine untere Waagschale 16 fällt, wobei das Gewicht dann mit Hilfe eines Meßwertaufnehmers 17 festgestellt werden kann. Das gerade in der Waagschale 16 befindliche Material ist mit 25 bezeichnet.The material can then fall into a vacuum chamber 11, which can be evacuated in the direction of arrow 12 with the aid of a vacuum pump. The material currently in the chamber is denoted by 24. The vacuum chamber is open at the top and bottom; it can with an upper cover 13 and a lower one Cover 14 are closed when it is to be evacuated. After the material has been heated with the aid of microwave radiation 15 and thus dried is, the lower cover 14 opens so that the material is in a lower weighing pan 16 falls, the weight then being determined with the aid of a transducer 17 can be. The material currently in the weighing pan 16 is denoted by 25.
Selbstverständlich müssen die Waagschalen 9 und 16 kippbar angeordnet sein, damit nach dem Wiegen das Material abgegeben werden kann.Of course, the weighing pans 9 and 16 must be arranged in a tiltable manner so that the material can be dispensed after weighing.
Die Abdeckungen 13 und 14 können z.B. ebenfalls auf der Rotationsachse 4 der Dosiereinrichtung befestigt sein und mit entsprechenden Materialdurchlässen versehen sein, durch die das Material in die Vakuumkammer 11 eingefüllt werden kann und diese wieder verlassen kann. Werden die Abdeckungen 13 und 14 dann so weit weitergedreht, daß diese Materialdurchlässe vom Bereich der Vakuumkammer 11 entfernt sind, so ist die Vakuumkammer geschlossen und kann dann evakuiert werden.The covers 13 and 14 can, for example, also on the axis of rotation 4 be attached to the metering device and with appropriate material passages be provided, through which the material can be filled into the vacuum chamber 11 and can leave it again. If the covers 13 and 14 are then rotated so far, that these material passages are removed from the area of the vacuum chamber 11, so is the vacuum chamber is closed and can then be evacuated.
Die Meßwerte der Gewichtsmeßwertaufnehmer 10 und 17 werden auf eine Verarbeitungsschaltung 18 gegeben, mit der dann mit Hilfe eine Ventils 19 die Zugabe von Dampf oder Wasser bei 20 geregelt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Zugabe der Feuchtigkeit hinter der Meßeinrichtung; für eine Regelung ist es selbstverständlich erforderlich, daß diese Zugabe vor der Meßeinrichtung erfolgt.The measured values of the weight transducers 10 and 17 are on a Processing circuit 18 given, with which then with the help of a valve 19 the addition can be regulated by steam or water at 20. In the illustrated embodiment the moisture is added behind the measuring device; for a scheme it is of course necessary that this addition before the measuring device he follows.
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Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843411495 DE3411495A1 (en) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Process and device for measuring the moisture content of a pulverulent, dust-like, pellet-like or pourable material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843411495 DE3411495A1 (en) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Process and device for measuring the moisture content of a pulverulent, dust-like, pellet-like or pourable material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3411495A1 true DE3411495A1 (en) | 1985-10-10 |
Family
ID=6231914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843411495 Withdrawn DE3411495A1 (en) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Process and device for measuring the moisture content of a pulverulent, dust-like, pellet-like or pourable material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3411495A1 (en) |
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1984
- 1984-03-28 DE DE19843411495 patent/DE3411495A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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