DK157157B - Fremgangsmaade til optisk bestemmelse af maetningstemperaturen for en oploesning af en given substans samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

DK 157157 B

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til optisk bestemmelse af mæt-ningstemperaturen for en oplpsning af en given substans ved hvilken fremgangsmâde en prpve omfattende en prdve af opldsningen og fine krystaller af et stof, der er oplpst i opldsningen, anbringes i en 5 prpvecelle mellem to over for hinanden anbragte lysgennemtrængelige flader, prpvecellen indeholdende prpven anbringes pâ en understpt-ningsbasis i en temperaturregulerbar opvarmningsanordning, tempe-raturen af prpven hæves gradvis og mâles, lys sendes gennem prpven, det lys, der trænger gennem prpven modtages af et fotoelektrisk 10 element, og mætningstemperaturen bestemmes pâ basis af temperaturen af prpven og den elektricitetsmængde, der frembringes i det foto-elektriske element.

En mætningstemperaturmâler er et instrument, som er npdvendigt, nâr 15 man inden for organiske og uorganiske kemiske industrier og fpdeva-reindustrien skal bestemme mætningstemperaturerne for forskellige substanser, med det formâl at styre krystaldannelsen under frembrin-gelsen af krystaller i oplpsninger.

20 En forbedret mætningstemperaturmâler, der er indrettet til optisk bestemmelse af mætningstemperaturer, er for nylig blevet beskrevet i The International Sugar Journal, bd. LXXX, 1978, s. 40-43 (publice-ret fra 23a Easton Street, High Wycombe Bucks, Engl and).

25 Som illustreret pâ tegningens figur 4 er denne temperaturmâler hovedsagelig sammensat af en lyskilde 101, en opvarmningsenhed 100, der er udstyret med en lysbane 104 og en understptningsbasis 103 for en prpvecelle 102, og en lysmodtagende enhed 106, der er udstyret med et lysmodtagende element 105. Mætningstemperaturmâleren forbe-30 redes til drift ved, at en oplpsning, der skal underspges, anbringes i prpvecellen 102, at fine krystaller af det stof, der er oplpst i oplpsningen, tilsættes og suspenderes i oplpsningen til frembringel-se af en prpve, at prpvecellen 102 indeholdende prdven anbringes pâ understptningsbasen 103, og at den lysmodtagende enhed 106 anbringes 35 pâ opvarmningsenheden 100. Herved fremkommer der et tomt rum 108 mellem et varmetilbageholdende glas 107, der er anbragt i den nedre del af den lysmodtagende enhed 106 og prpvecellen 102. Med mâleren forberedt pâ denne mâde indsendes lys 109 via lysbanen 104 i opadgâ-ende retning fra den nedre ende af prpvecellen 102, og et 2

DK 157157 B

opvarmningsorgan 110 tændes for gradvis at bibringe pr0ven i prpvecellen 102 indirekte opvarmning. Nâr opvarmningen fortsættes stiger temperaturen af prpven, og temperaturen nâr til sidst et punkt, ved hvilket de fine krystaller i prpven oplpses. Pâ dette 5 punkt sker der en ændring i lysgennemtrængningen gennem pr0vecellen 102 (den lysmængde, der fâr lov til at trænge igennem cellen, stiger, fordi lysspredningen falder, nâr de fine krystaller oplpses), og fplgelig sker der en stor ændring i den lysmængde, der kontinuerligt modtages af det lysmodtagende (fotoelektriske) element 10 105. Denne ændring giver sig udtryk i en ændring af den elektrici- tetsmængde, der udvikles ved omdannelsen af lys til elektricitet i det lysmodtagende element 105. Under opvarmningsprocessen mâles temperaturen af prpven kontinuerl igt ved hjælp af en temperaturmâle-enhed 111, som holdes i kontakt med den nedre overflade af prpve-15 cellen 102. Ved hjælp af denne temperaturmâler fastlægges mætnings-temperaturen af. den oplesning, der er under màling, ved at kombinere den fprnævnte ændring i elektricitetsmængden med temperaturen af prpven pâ dette tidspunkt.

20 Nâr temperaturen af prdven hæves i den ovenfor beskrevne mætnings-temperaturmâler udvides volumenet af prdven i prpvecellen 102 og gassen i det tomme rum 108 pâ grund af termisk ekspansion. Som fplge heraf siver en stigende mængde gas og et lille volumen damp, der kommer fra overfladen af prdven, ind i det tomme rum 108 og fylder 25 dette, hvilket fremkalder en tilstand af dampmætning. I dette tilfælde er relationen mellem temperaturen af prpvecellen 102 (Tj) og temperaturen af det varmetilbageholdende glas 107 (T2), sâledes at Tj>T2 under normale driftsbetingelser. Som fplge heraf kommer en del af den damp, der fylder det tomme rum 108, i kontakt med over-30 fladen af det varmetilbageholdende glas 107 og danner dugnedslag derpâ. Det har ved afprpvningen vist sig, at nâr temperaturen T2 ligger i omrâdet fra 5 til 10°C, sker dugdannelsen, nâr temperatur-forskellen (Tj - T2) er ca. 0,2°C, og selv nâr temperaturen T2 ligger i omrâdet fra 25 til 30°C, sker dugdannelsen, nâr temperatur-35 forskellen (Tj - T2) er ca. 1°C. Nâr der som ovenfor omtalt dannes dug, bevirker dette spredning af det lys, der trænger gennem prpve-cellen 102, hvilket forringer npjagtigheden af mâlingen. Hvis opvarmningshastigheden skal sænkes tilstrækkeligt til at udelukke dugdannelsen, mâ hastigheden bringes ned pâ et ekstremt lavt niveau, 3

DK 157157 B

sâledes at bestemmelsen kræver urimelig lang tid, ændringen i omfanget af det gennemtrængende lys sker meget langsomt, og mæt-ningspunktet fremtræder meget svagt.

5 Med denne kendte mætningstemperaturmâler forberedes prpven som nævnt ved at suspendere tilsatte fine krystaller af stoffet i den oplps-ning, der skal mâles. I det tilfælde, hvor mâleopldsningen er meget ren, eller hvor oplpsningen involverer en hpj grad af overmætning, sker der under eller efter prpvens forberedelse meget hurtigt en 10 begyndende krystaldannelse (fremkomst af pseudokrystaller), sâledes at fremgangsmâden kræver stor færdighed, eller reproducerbarheden af de mâlte værdier forringes.

Fra US patentskrift nr. 2.716.371 kendes endvidere et apparat til 15 optisk bestemmelse af mætningstemperaturen for en oplpsning af et givet stof. Dette apparat omfatter en indre væskebeholder med en tilfprselsledning og en frafprselsledning for den opl0sning, hvis mætningstemperatur pnskes bestemt, samt to over for hinanden parai-lelt anbragte, transparente plane vægge. (Den indre væskebeholder er 20 fortrinsvis omgivet af en ydre kappe med to over for hinanden liggende transparente vægge, som er indbyrdes parallelle og parai -lelle med de transparente parallelle vægge i den indre væskebeholder, til termisk ækvilibrering af oplpsningen inden den f0res ind i den indre væskebeholder.) Tilf0rselsledningen er via en opvarmnings-25 anordning og en pumpe tilsluttet en hovedbeholder indeholdende en st0rre mængde af den oplpsning, hvis mætningstemperatur 0nskes bestemt, og fraf0rse!sledningen er tilsluttet samme hovedbeholder, sâledes at der kan frembringes en cirkulation af oplpsning mellem den indre beholder og hovedbeholderen. En rimelig stor krystal med 30 en vækstflade og af det i oplpsningen indeholdte stof anbringes ved hjælp af et holdeorgan i det indre af den indre beholder mellem dennes to transparente, parallelle vægge pâ en sâdan mâde, at krystallens vækstflade ligger i et plan, som er tilnærmelsesvis vinkelret pâ de to transparente, parallelle beholdervægge. En 35 spalteformig lyskilde, der er anbragt uden for beholderen over den ene af de transparente vægge, indstilles sâledes, at nàr spalten betragtes fra den modsatte side af beholderen langs en synslinje, der ligger i krystalvækstfladens plan, ligger den spalteformige lyskilde i et plan, der er omtrent vinkelret pâ synslinjen, og er 4

DK 157157 B

orienteret sâledes i dette plan, at den synes at skære vækstfladen under en spids vinkel.

Efter apparatets indstilling pâ den ovenfor angivne mâde bringes 5 oplpsningen, hvis mætningstemperatur skal bestemmes, til cirkulation mellem hovedbeholderen og den indre beholder og oplpsningens tempe- ratur hæves ved hjælp af opvarmningsanordningen til en stationær temperatur, der ligger nær oplpsningens mætningstemperatur, og som aflæses pâ et i den indre beholder indfprt termometer. Ved en 10 oplosningstemperatur umiddelbart under mætningstemperaturen vil den spalteformige lyskilde betragtet som ovenfor angivet ses som blive afbpjet mod den spidse vinkel, som den danner med krystalvækstover- '· fladen, ved oplpsningstemperaturer over mætningstemperaturen vil den ses som blive afbpjet mod den stumpe vinkel, som den danner med 15 krystalvækstoverfladen, og nâr opl0sningstemperaturen er lig med mætningstemperaturen, vil der ikke ses nogen afbojning mod nogen af vinklerne.

Apparatet angives at give mulighed for bestemmelse af en opl0snings · 20 mætningstemperatur med stor n0jagtighed, men som det fremgâr af ovenstâende kræves det for det f0rste, at man râder over en passende stor og regelmæssig krystal af det i oplpsningen oplpste stof, for det andet, at krystallen anbringes meget præcist i den indre oplps-ningsbeholder, hvilket er en tidkrævende procedure, for det tredje, 25 at der som prpve benyttes en forholdsvis stor mængde oplpsning, hvilket bevirker, at indstilling af oplpsningens temperatur til omkring mætningstemperaturen tager forholdsvis lang tid (10 minutter eller mere), og for det fjerde er der ri si ko for udskillelse af krystaller i apparatets forskellige dele, eftersom der til stadighed 30 arbejdes med næsten mættede, mættede eller overmættede oplpsninger; udfældning af krystaller npdvendiggpr en tidkrævende adskillelse og rengpring af apparatet samt pâfplgende omhyggelig genjustering af · placeringen af krystal og lyskilde.

35 Selv om det fra US patentskrift nr. 2.716.371 kendte apparat sâledes mâske nok giver mulighed for en forholdsvis npjagtig bestemmelse af en oplpsnings mætningstemperatur er dets benyttelse ait for omstæn-delig og tidkrævende til at være praktisk anvendelig ved hurtige rutinebestemmelser af mætningstemperaturer for oplpsninger, som i 5

DK 157157 B

den kemiske, farmaceutiske eller levnedsmiddelindustriel! underkastes krystal1i seri ngsoperati oner.

I modsætning hertil er fremgangsmâden ifplge den foreliggende 5 opfindelse hurtig og 1 et at udfpre under anvendelse af kun smâ prpvemængder af den opldsning, hvis mætningstemperatur pnskes bestemt, og under opnâelse af en til formai et ti1strækkeli g stor npjagtighed, idet der under bestemmelsesproceduren ikke forekommer dannelse af pseudokrystaller i oplpsningsprpven og ej heller dug-10 dannelse pâ transparente overflader, der forekommer i den optiske vej i det ved fremgangsmâden benyttede apparat, sâledes som det er tilfældet ved den fra The International Sugar Journal, 1978, bd.

LXXX, s. 40-43, kendte fremgangsmâde.

15 Dette opnâs med fremgangsmâden med de indledningsvis angivne karak-teristika, nâr den ifdlge opfindelsen er ejendommelig ved, at de fine krystaller af stoffet aflejres i form af et tyndt, fastsiddende lag pâ den ene af prpvecellens lysgennemtrængelige flader, at opldsningen derefter anbringes oven pâ det aflejrede tynde lag uden 20 suspension af laget i oplpsningen og tildækkes med den anden lysgennemtrængelige flade, at prdvecellen indeholdende prpven anbringes pâ understptningen i opvarmningsanordningen og overdækkes med en lysgennemtrængelig plade til tilvejebringelse af et lukket tomt rum over prpvecellens pvre tildækning, og at der under pr0vens opvarm-25 ning fpres foropvarmet luft af omtrent samme temperatur som prpven gennem det lukkede rum.

Fremgangsmâden if0lge opfindelsen tilvejebringer en nem og hurtig bestemmelse af mætningstemperaturen selv for oplpsninger, som er 30 ustabile som fdlge af h0j renhed eller overmætning, hvilke mâlinger hidtil knap nok har været mulige, selv med meget sindrige, krævende metoder, eller som har været absolut upraktiske at udfpre ved disse metoder.

35 Opfindelsen angâr ogsâ et apparat til udfprelse af fremgangsmâden i f01ge opfindelsen, hvilket apparat omfatter en lyskilde, en opvarm-ningsanordning, hvori der er tilvejebragt en lysbane og en under-stptningsbasis til montering af en pr0vecelle indeholdende en pr0ve af oplpsningen og fine krystaller af et stof, der er opl0st i 6

DK 157157 B

opl0sningen, samt en lysopfangende og -registrerende enhed, og hvilket apparat er ejendommeligt ved, at der over prpvecellens mon-teringsbasis er tilvejebragt en understptningsbasis for en lysgen-nemtrængelig plade, som sammen med prpvecellen danner et tomt rum 5 tiΊ kontinuerlig passage af luft under bestemmelsens udfprelse.

Opfindelsen vil i det fplgende blive nærmere beskrevet under henvis-ning til den tilhdrende tegning, hvor: 10

Figur 1 viser et sidebillede set i snit, der i almen udformning illustrerer apparatet til bestemmelse af mætningstemperatu-rer ifplge den foreliggende opfindelse.

15 Figur 2 viser et tværsnit langs linien II-II i figur 1.

Figur 3 viser et delvis sidebillede set i snit til illustrering af bæringer til understpttelse af prpvecellen og et luftforseg-lingsglas.

20

Figur 4 viser et sidebillede set i snit, der i almen udformning illustrerer et kendt apparat til bestemmelse af mætningstem-peraturen.

25 Figur 5-a viser et sidebillede set i snit af en typisk prpvecelle.

Figur 5-b viser et sidebillede set i snit illustrerende de forhold, under hvilke fine krystaller aflejres pâ cellen.

Figur 5-c viser et sidebillede set i snit af en typisk prdvecelle af 30 forbedret udformning. Figur 5-d viser prpvecellen fra figur 5-c set ovenfra.

Figur 6 viser en afbildning af den kurve, der repræsenterer relationen mellem temperatur, elektricitetsmængde og tid.

35 I fig. 1 betegner 1 et varmelegeme, som almindeligvis er udformet med en cylindrinsk form og af et métal, sâsom stdbealuminium, der har en god termisk konduktivitet. Inden i varmelegemet 1 ligger der et varmefrembringende organ 2, som anvendes til at hæve temperaturen 7

DK 157157 B

af varmelegemet 1 til et 0nsket niveau. Det varmefrembringende organ 2 er f.eks. en elektrisk varmespiral, der kan indstilles til en pnsket temperatur. Varmelegemet 1 har i sin midte en cylindrisk lodret âbning, som tilvejebringer en lysstrâlebane 3. Lysbanen 3 er 5 anbragt sâledes, at lyset fra en lyskilde 4, som er anbragt under lysbanen 3, og hvis lys samles af en linse 5, fpres opad gennem lysbanen 3. Inden i varmel egemet 1 findes der i den 0vre de! af lysstrâlebanen 3 en bæring 6 til at understptte og holde et glas 7 i en koncentrisk position i forhold til lysbanen 3. Bæringen 6, der 10 tjener som en understpttelsesbasis for glasset, har en diameter, der er stdrre end diameteren af lysstrâlebanen 3. Bæringen 6 understpt-ter glasset 7 i en retning vinkelret pâ lysbanen 3. I en forudbe-stemt af stand under bæringen 6 for luftforseglingsglass'et-X. findes der en i forhold til bæringen 6 koncentrisk anbragt bæring 8 til 15 understpttelse af en prpvecelle 9. Denne bæring 8, som tjener til understpttelse af prpvecellen 9, holder prpvecellen 9 parallelt med glasset 7. Afstanden mellem bæringen 6 for glasset 7 og bæringen 8 for prpvecellen 9 er fastlagt sâledes, at nâr prpvecellen 9 og glasset 7 bringes i position pâ de respektive bæringer 6 og 8, 20 dannes der et afgrænset rum 10 med fra 0,5 mm til nogle millimeters h0jde mellem cellen 9 og glasset 7. Dette er et i ait væsentligt lukket rum, som omgives af glasset 7, prpvecellen 9 og indervæggen af varmelegemet 1. Luftkanaler 11, der er boret gennem varmelegemet 1, stâr i forbindelse med hver sin ende af rummet 10, hvilket gpr 25 det muligt at cirkulere luft gennem luftkanalerne og rummet i pilens retning. Prpvecellen 9 opvarmes derfor pâ begge sider, dvs. pâ den nedre side af den varme, der direkte modtages fra varmelegemet 1, og pâ den pvre side af varmen fra den luft, som er blevet opvarmet ved passage gennem varmelegemet 1. Prpvecellen 9 (fig. 5) dannes i 30 almindelighed af en hulskive 13, der er fremstillet af et korrosi-onsbestandigt, termisk godt ledende métal, sâsom messing, mellem 2 cirkulære glasplader 12,12', der er anbragt som vist i figur 5-a.

Den nedre glasplade 12' er fastgjort til hulskiven 13, og den pvre glasplade 12 er pâ aftagelig màde anbragt pâ hulskiven 13. Prpve-35 cellen 9 indeholder sâledes et tomt indre rum, hvori der kan an-bringes en prpve mellem de modstâende glasplader 12,12'. En tempera-turmâlende terminal 14 (fig. 1) er anbragt i en sàdan stilling, at den vil komme i kontakt med den nedre glasplade 12', nâr prpvecellen 9 anbringes i sin stilling pâ bæringen 8 for prpvecellen 9. I

8

DK 157157 B

almindelighed anvendes et præcisionstermoelement som tempera-turmâlende terminal 14. I stedet for at anvende en konstruktion, der, som beskrevet ovenfor, omfatter en hulskive, kan prpvecellen dannes ved simpel kombination af 2 transparente glasstykker.

5 I fig. 1 angiver betegnelsen 15 en lysmodtagende enhed, som frit kan fjernes, og som er monteret ovenpâ varmelegemet 1. Den lysmodtagende enhed 15 er fortrinsvis sammensat af to komponenter af forskellige materialer: en basisdel 16 fremstillet af en varmebestandig synte-10 tisk harpiks med lav termisk konduktivitet og afpasset til at kunne bringes i direkte kontakt med varmelegemet 1 og et element 17 anbragt pâ basisdelen 16 og afpasset til at kunne holde et fotoelek-trisk element 21 i position. Med det formai at sikre en hurtig afgivelse af den varme, der transmitteres fra basisdelen 16, og for 15 at hindre en mulig temperaturstigning i det fotoelektriske element 21, skal elementet 17 være af et materiale med hpj termisk konduktivitet. Kobber er et eksempel pâ et ideelt materiale til elementet 17. Betegnelsen 16' angiver ben, der rager frem fra den nedre side af basisdelen 16. Disse ben 16' tjener til at frembringe et frit rum 20 mellem varmelegemet 1 og basisdelen 16, hvilket muliggdr en adiaba-tisk isolering. Betegnelsen 18 angiver en lysbane, der fprer til den lysmodtagende enhed, og som er tilvejebragt coaksialt med lysstràle-banen 3. Et varmetilbageholdende glas 19 er anbragt under lysbanen 18 i den lysmodtagende enhed 15. Det lys, som passererer gennem det 25 varmetilbageholdende glas 19, sendes gennem en polarisationslinse 20 til det lysmodtagende element 21. Det lysmodtagende element 21. omfatter et fotosensitivt materiale, sâsom en fotodiode. Til at holde dette element 21 i position findes en opretstâende del 22 i· den centrale 0ver$te del af elementet 17. Det lysmodtagende element 30 21 holdes hele tiden i en fikseret position og detekterer den lysmængde, der modtages via den lystransmitterende bane 18. Det lys, der rammer det lysmodtagende element 21, frembringer en fotoelek-trisk effekt. Udgangsterminaler 23 er forbundet til det lysmodtagende element 21. Disse terminaler er forlænget og forbundet til en 35 registreringsenhed eller et mâleinstrument, som ikke er vist.

Den anordning, der fprer den foropvarmede luft gennem luftkanalen 11, kan eventuelt pâ passende mâde erstattes af en anordning, som er tilpasset til at foropvarme luften, med en separat enhed, en 9

DK 157157 B

anordning, som direkte fpder den luft, der er foropvarmet med en ydre, indstillelig varmekilde, til rummet 10, og som udleder den brugte luft fra rummet 10, eller en hvilken som helst anden anordning, som opfylder det vigtige krav, at luften med en justeret 5 temperatur skal fpres til og ledes fra rummet 10 med en konstant strpmhastighed. Den lethed, hvormed prpvecellen 9 indsættes i og fjernes fra apparatet, kan 0ges ved at give det 0verste glas 12 en mindre diameter end det nederste glas 12', som illustreret i figur 5-c, og ved at bore et lille optagningshul 24 i en frilagt del af 10 den 0vre overflade af skiven 13.

Apparatet forberedes til operation ved, at fine krystaller af et stof, der er oplpst i den opl0sning, som skal underspges, fprst suspenderes i et opslæmningsmiddel, at den fremkomne suspension 15 hældes drâbevis pâ den lysgennemtrængelige bundflade 12' i prpve- cellen 9, og at opslæmningsmidlet derefter afdampes pâ hensigtsmæs-sig mâde, sâsom ved tilfpring af varme, hvorved de fine krystaller af stoffet bringes til aflejring i form af et tyndt lag S pâ den lysgennemtrængelige flade 12' som illustreret i figur 5-b.

20

Det opslæmningsmiddel, der anvendes i dette tilfælde, mà ikke bevirke en ændring af stoffet, sâsom oplpsning eller reaktion med stoffet, og det skal hâve en passende hurtig fordampningshastighed.

Et oplpsningsmiddel, der tilfredssti11er disse krav, kan hensigts-25 mæssigt udvælges ved at betragte dets fysiske og kemiske egenskaber.

I det tilfælde, hvor saccharose er det oplpste stof, er acetone f.eks. et hensigtsmæssigt oplpsningsmiddel, og det tilvejebringer hurtig aflejring af stoffet pâ tilfredsstillende mâde. I dette tilfælde har ether en for h0j fordampningshastighed og al kohol har 30 omvendt en for lav fordampningshastighed til tilvejebringelse af en pnsket fast aflejring af stoffet. En blanding af to eller flere oplpsningsmidler, der hver især opfylder kravet om at undgâ en upnsket ændring af stoffet, kan eventuel anvendes.

35 I den prpvecelle 9, i hvilken de fine krystaller er blevet fast aflejret i form af et tyndt lag S, som ovenfor beskrevet, hældes derefter prpveoplpsningen langsomt, sâledes at den dækker den nedre glasplade 12' til færdiggprelse af prpven.

10

DK 157157 B

Pr0vecellen 9 indeholdende den ovenfor beskrevne prdve anbringes i position pâ den i figur 1 viste bæring 8. Over prpvecellen 9 anbringes glasset 7 i position pâ bæringen 6. Forberedelsen af mâleappara-tet afsluttes derefter ved at anbringe den lysmodtagende enhed 15 5 oven pâ varmelegemet 1. Derefter sendes en luftstrpm gennem luftka-nalen 11, elektricitet tilfpres det varmefrembringende organ 2, lyskilden 4 tændes til afsendelse af lys mod cellen 9 indeholdende prpven. Af 100 dele af det lys, der sendes ind i prpvelaget A, absorberes en de! i oplpsningen og en del spredes ti 1 fældigt af de 10 meget fine krystaller, der danner det tynde lag S. Som fplge heraf passerer mindre end 100 dele af lyset gennem cellen 9 og nâr det lysmodtagende element 21, hvor det frembringer en hertil svarende mængde elektricitet. Nâr temperaturen af prpven stiger, stiger den lysmængde, der absorberes af oplpsningen, den lysmængde, der nâr det 15 lysmodtagende element 22, falder, og den elektricitetsmængde, der frembringes, falder. En kurve, der afbilder elektricitetsmængden· mâlt kontinuerligt med tiden, viser, at elektricitetsmængden falder med tiden (figur 6).

20 Nâr opvarmningen fortsættes til et punkt, hvor de fine krystaller, der danner det tynde lag S, begynder at oplpses, dvs. hvor mætnings-temperaturen netop passeres, begynder lysspredningen at falde pâ grund af faldet af mængden af fine krystaller, og den lysmængde, der nâr det lysmodtagende element 21, ændrer sig pludselig i stigende 25 retning. Som fplge heraf fremkommer et skarpt vendepunkt pâ den kurve, der afbilder den kontinuerte ændring af den frembragté elektricitetsmængde. Den temperatur, som svarer til dette pludselige vendepunkt i den producerede elektricitetsmængde, er mætningstempe-raturen for den oplpsning, der underspges. Ved at kombinere den 30 nævnte elektricitetsmængde og den med temperaturmâleterminalen 14 aflæste temperatur af prpven kan mætningstemperaturen derfor let bestemmes som vist i figur 6.

Den prpve, der anvendes til bestemmelse af mætningstemperaturen 35 if0lge den foreliggende opfindelse, forberedes, uden at fine kry-staller af stoffet suspenderes i den oplpsning, der skal underspges, sâdan som det traditionelt praktiseres. Herved udelukkes forekomsten af pseudokrystaller under og efter forberedelsen af prpven, og som fplge heraf giver bestemmelsen npjagtige resultater.

DK 157157 B

11

If0lge den foreliggende opfindelse blæses luft, som er blevet opvarmet af varmelegemet 1, ind i det afgrænsede rum 10, der dannes over prpvecellen 9. Overfladetemperaturen af glasset 7, der define-rer den pvre grænse af rummet 10, er derfor i ait væsentligt lig med 5 temperaturen af prdvecellen 9, og den damp, der siver ud fra cellen 9 pâ grund af termisk ekspansion, danner ikke dugnedslag i rummet 10, som det er tilfældet med kendte apparater. Eftersom den udsivende damp konstant fjernes fra rummet 10 af den luftstrdm, der strpm-mer gennem luftkanalen 11, er der ingen damp i rummet 10.

10

De forbedringer den foreliggende opfindelse tilvejebringer, gpr bl.a. bestemmelsen hurtigere og 0ger pâ samme tid reproducerbarheden af mâleresultaterne stærkt.

15 For at muliggpre sammenligning blev fremgangsmâden og apparatet ifdlge den foreliggende opfindelse og fremgangsmâden og apparatet ifdlge den kendte teknik anvendt til bestemmelse af mætningstempera-turen af en saccharoseoplpsning. Resultaterne er anfdrt i tabel 1. Sammenligning af mâlendjagtigheden udtrykt i form af spredningen pâ 20 de mâlte værdier viser, at spredningen for de resultater, der opnâs ved den foreliggende opfindelse, er lille, og at gennemsnitsvær-dierne pâ tilfredsstillende mâde stemte overens med den teoretiske værdi.

25 Mâlefremgangsmâden og resultaterne af malingen (tabel 1) forklares nedenfor. Ved fremgangsmâden ifdlge den foreliggende opfindelse omfattede forberedelsen af apparatet til bestemmelsen, at en lille mængde saccharosekrystaller, der i forvejen var pulveriseret til en partikelstdrrelse pâ ikke over 200 mesh suspenderedes i acetone, at 30 den fremkomne suspension drâbevis hældtes pâ den lysgennemtrængelige bundflade (glaspladen 12') af prpvecellen 9 anbragt pâ en varmepla-de, der var opvarmet til S0 - 100°C, at de fine krystaller fik lov til at danne et tilsyneladende ensartet tyndt lag, at acetonen afdampedes, hvorved det tynde lag af de fine krystaller blev fast 35 aflejret pâ glaspladen, og at prpvecellen 9 efter afslutning af den faste aflejring af de fine krystaller fik lov til at kdle af, hvorefter der i prdvecellen 9 hældtes en saccharoseopldsning med en renhed pâ 99% og et indhold af total tprstof pâ 75% (w/w), og prdvecellen 9 blev dækket med et lâg (glaspladen 12). Ved derefter

DK 157157 B

12 at fplge den ovenfor beskrevne fremgangsmâde udfprtes bestemmelsen af mætningstemperaturen ved at opvarme pr0ven med en temperaturstigningshastighed pâ 5°C pr. minut. Ved fremgangsmâden if0lge den kendte teknik fremstilledes en pr0ve ved forsigtigt at 5 omr0re ca. 5 grain af en saccharoseoplpsning med samme renhed og koncentration som ovenfor nævnt med 1-2% (baseret pâ saccharoseopl0sningen) af et mere eller mindre vâdt pulversaccharose, der er opnâet ved centrifuger!ng af saccharosekrystaller med en partikelstprrelse pâ ikke over 200 mesh 10 i en al kohol, hvorved saccharosekrystallerne suspenderedes i saccha-roseoplpsningen. Denne prdve hældtes i prpvecellen 9 og blev anvendt til bestemmelse af mætningstemperaturen.

TABEL 1 15

Fremgangs- _Provenummer_ Gennem- Spred- màde 1 2 3 4 5 snit nino

Den forelig-

gende op- 63,1 63,9 64,2 63,4 63,6 63,64°C ±0,38°C

^ opfindelse.

Kendt

teknik. 60,2 63,2 62,0 58,5 61,3 61,04°C ±1,6°C

For den undersdgte saccharoseoplpsning, som har en koncentration pâ 25 n 75%, er den teoretiske værdi af mætningstemperaturen 64 C (if0lge

Herzfeld).

Den foreliggende opfindelse udf0re$ typisk som ovenfor beskrevet.

2Q Det er muligt at foretage forskellige modifikationer inden for rækkevidden af opfindelsen, og opfindelsen er ikke strengt begrænset til den ovenstâende beskrivelse.

Som en simpel foranstaltning til opnâelse af en fast aflejring af et tyndt lag S af fine krystaller af stoffet pâ den lysgennemtrængelige 3 5 bundflade i prpvecellen 9 kan den ovenfor omtalte teknik med afdamp-ning af opl0sningsmidlet f.eks. erstattes af en metode, der indbe-fatter, at en klæbende tape fastgpres til den lysgennemtrængelige bundflade, og at de fine krystaller af stoffet fâr lov til at fæstnes i et lille lag pâ den viskose inderside af det klæbende

DK 157157 B

13 tape, eller af en metode, der indbefatter, at en ikke-tprrende pasta pâfires den lysgennemtrængelige bundflade, og at de fine krystaller pâ lignende mâde fâr lov til at fæstne sig pâ pastalaget. Skpnt den metode, der udnytter det klæbende tape, involverer en lidt stprre 5 spredning pâ de fundne værdier, end den metode, der indbefatter afdampning af oplosningsmidlet, og den metode, der anvender pâforing af den ikke-torrende pasta, er forpgelsen af spredningen ikke sa stor, at det giver nogen problemer ud fra et praktisk synspunkt. Den metode, der udnytter den ikke-torrende pasta, giver mâleresultater, 10 der pâ positiv mâde kan sammenl ignés med de resultater, der opnâs ved den metode, der indbefatter afdampning af opldsningsmidlet, nâr pastaen er korrekt udvalgt. I forsoget med den metode, der indbefatter den ovenfor beskrevne afdampning af oplpsningsmidlet, blev der anvendt acetone som oplosningsmiddel. Afhængigt af naturen af det 15 anvendte oploste stof kan der vælges andre egnede oplpsningsmidler, idet der tages hensyn til opvarmningstemperaturen af provecellen 9, dvs. den temperatur, hvortil provecellen 9 opvarmes for afdampning af oplpsningsmidlet, hvilken temperatur varierer ait efter oplos-ningsmidlets egenskaber og som derfor vælges ud fra det kriterium, 20 at den ikke mâ forârsage ændringer af opldsningsmidlets fysisk-ke-miske egenskaber, samt til oplosningsmidlets fordampningshastighed.

De efterfolgende eksempler illustrerer typiske udfdrelsesformer for den foreliggende opfindelse.

25 EKSEMPEL 1

En provecelle 9 blev anbragt pâ en 90°C varm plade. En suspension, der var fremstillet ved at suspendere et saccharosepulver med en 30 partikelstorrelse pâ ikke over 200 mesh (eng: 200-mesh-through) i en koncentration pâ ca. 1% i acetone, sattes dràbevis til provecellen 9, og acetonen blev afdampet til frembringelse af et meget tyndt, ensartet lag S fast aflejret pâ pr0vecellen 9. Efter at provecellen 9 var afkolet, hældtes de forskellige, nedenfor angivne prover 35 respektivt i provecellen 9. Provecellen 9 anbragtes pâ en bæring 8 i et apparat, der var konstrueret som vist i figur 1, til bestemmelse af mætningstemperaturen. Under apparatets anvendelse blev foropvar-met luft fodet til det afgrænsede rum 10, hvorved temperaturen af proven steg med en temperaturforogelseshastighed pâ 3°C pr. minut.

DK 157157 B

14

Prpven blev fremstillet ved, at mêlasse fremstillet af Memuro Plant, Nippon Tensaiseito Kabushiki Kaisha, henstod i et kpleskab ved 5°C i 60 dage, at saccharose sattes til den afk0lede mêlasse, og at den fremkomne blanding blev omrprt i et bad med konstant temperatur 5 (npjagtig kontrolleret inden for 0,5°C) i 72 timer, hvorved blandin-gen blev mættet med overskud af krystallinsk sukker.

Pr0ve A : Badtemperatur 60°C, saccharoserenhed 56%

Pr0ve B : Badtemperatur 70°C, saccharoserenhed 60% 10

Forspgsresultater (i °C)

Provenr. _j_ _2_ _3_ _4_ _JL Gennemsnit

Prpve A 61,2 60,5 60,3 61,6 60,3 60,8 ± 0,53 15 Prpve B 69,8 69,0 69,0 69,3 70,1 69,4 ± 0,41 EKSEMPEL 2

Et dobbeltsidigt klæbetape fremstillet af Nichiban K.K. blev anbragt 20 sâ det npjagtigt dækkede den indre bundflade af pr0vecellen 9. Et saccharosepulver, der havde en partikelst0rrelse pâ ikke over 200 mesh, blev anbragt pâ klæbetapen i pr0vecellen 9 og blev blæst med luft til fjernelse af Ipse saccharosepartikler, hvilket efterlod et meget tyndt lag af fine krystaller fast aflejret i pr0vecellen 9.

25 Den i eksempel 1 anvendte prpve blev hældt i prpvecellen 9, og prpven blev derefter underspgt ved fremgangsmâden ifpige eksempel 1 ved en temperaturforpgelseshastighed, der er fastlagt til 3°C pr. minut.

30 Forspgsresultater (i °C)

Pr0venr. 1 2 3 4 5 Gennemsnit

Prpve A 61,8 61,0 60,9 59,8 62,6 61,2 ± 1,1

Prpve B 71,2 72,1 69,8 72,0 70,8 71,8 ± 0,95 35 EKSEMPEL 3

En ikke-tprrende pasta fremstillet af Nogawa Chemical K.K. og forhandlet under varebetegnelsen "Diabond 605" blev pâfprt den indre bundflade af prpvecellen 9 i et tyndt lag. Et saccharosepulver, der

DK 157157 B

15 havde en parti kelstprrel se pâ ikke over 200 mesh, blev anbragt pâ den ikke-tdrrende pasta i prdvecellen 9 og blev overblæst med luft til fjernelse af l0se saccharosepartikler, hvilket efterlod et meget tyndt lag S af fine krystaller fast aflejret i pr0vecellen 9, og 5 pr0ven blev undersdgt ved fremgangsmàden i eksempel 1 ved en fikseret temperaturforpgelseshastighed pâ 3°C pr. minut.

Resultater (i °C)

Prdvenr. 1_ _2_ _3_ _4_ _5_ Gennemsnit 10 Pr0ve A 60,2 59,4 61,1 60,5 60,7 60,4 ± 0,57

Prpve B 70,1 69,5 69,0 69,8 70,5 69,8 ± 0,51 15 20 25 30 35

Claims (6)

1. Fremgangsmâde til optisk bestemmelse af mætningstemperaturen for en opl0sning af en given substans, ved hvilken fremgangsmâde en 5 pr0ve omfattende en pr0ve af opl0sningen og fine krystaller af et stof, der er opl0st i opl0sningen, anbringes i en pr0vecelle mellem to over for hinanden anbragte lysgennemtrængelige flader, prpvecel-len indeholdende pr0ven anbringes pâ en underst0tningsbasis i en temperaturregulerbar opvarmningsanordning, temperaturen af pr0ven 10 hæves gradvis og mâles, lys sendes gennem prpven, det lys, der trænger gennem proven, modtages af et fotoelektrisk element, og mætningstemperaturen bestemmes pâ basis af temperaturen af prpven og den elektricitetsmængde, der frembringes i det fotoelektriske element, kendetegnet ved, at de fine krystaller af 15 stoffet aflejres i form af et tyndt, fastsiddende lag pâ den ene af pr0vecellens lysgennemtrængelige flader, at opl0sningen derefter anbringes oven pâ det aflejrede tynde lag uden suspension af laget i oplosningen og tildækkes med den anden lysgennemtrængelige flade, at prpvecellen indeholdende prpven anbringes pâ understptningen i 20 opvarmningsanordningen og overdækkes med en lysgennemtrængelig plade til tilvejebringelse af et lukket tomt rum over prpvecellens 0vre tildækning, og at der under prpvens opvarmning f0res foropvarmet luft af omtrent samme temperatur som prpven gennem det lukkede rum.

2. Fremgangsmâde ifolge krav 1, kendetegnet ved, at den fastsiddende aflejring af de fine krystaller i et tyndt lag frembringes ved, at de fine krystaller af stoffet suspenderes i et suspensionsmiddel, at suspensionen overfpres til den lysgennemtrængelige flade af prpvecellen, og at suspensionsmidlet derefter 30 afdampes.

3. Fremgangsmâde ifplge krav 1, kendetegnet ved, at den fastsiddende aflejring af de fine krystaller frembringes ved, at en klæbende tape fæstnes pâ den lysgennemtrængelige flade af prpvecel- 35 len, og at de fine krystaller bringes til at fæstne si g pâ den klæbende tape.

4. Fremgangsmâde if pige krav 1, kendetegnet ved, at den fastsiddende aflejring af de fine krystaller frembringes ved at DK 157157 B pâfpre et klæbemiddel pâ den lysgennemtrængelige flade af prpve-cellen, og de fine krystaller bringes til at fæstne sig pà klæbe-middellaget.

5. Apparat til optisk bestemmelse af mætningstemperaturen for en oplpsning af en given substans if0lge krav 1, hvilket apparat om-fatter en lyskilde (4,5), en opvarmningsanordning (1,2), hvori der er tilvejebragt en lysbane (3) og en understptningsbasis (8) til montering af en pr0vecelle (9) indeholdende en pr0ve af opldsningen 10 og fine krystaller (S) af et stof (1,2), der er opldst i opldsnin-gen, samt en lysopfangende og -registrerende enhed, kendeteg-n e t ved, at der over prpvecellens monteringsbasis er tilvejebragt en understptningsbasis (6) for en lysgennemtrængelig plade (7), som sammen med pr0vecellen (9) danner et afgrænset rum (10) til kontinu-15 erlig passage af luft under bestemmelsens udfprelse.

6. Apparat ifplge krav 5, kendetegnet ved, at der gennem opvarmningsanordningen er tilvejebragt en luftkanal (11), som er forbundet med rummet (10). 20 25 30 35