JP4942812B2 - 分析用試料の乾燥処理方法および乾燥処理装置 - Google Patents
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Description
請求項2の発明は、後乾燥の熱源は、電熱ヒーターであることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項3の発明は、後乾燥の熱源は、燈体から発せられる光を凸レンズで集光して得られるものであることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項4の発明は、後乾燥の熱源は、可燃性燃料を燃焼させた火炎であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項5の発明は、後乾燥の熱源は、乾電池を内蔵したドライヤであることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項6の発明は、後乾燥の熱源は、酸化カルシウムまたは酸化バリウムが水と反応するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項7の発明は、後乾燥の熱源は、濃硫酸を水で希釈するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項8の発明は、後乾燥の熱源は、金属粉末が酸化するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項9の発明は、後乾燥の熱源は、アルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物が水と結合して水和するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項10の発明は、後乾燥の熱源は、気化した石油系可燃物を白金綿触媒下で燃焼させたときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項11の発明は、後乾燥の熱源は、植物の炭粉末を練り固めたものを燃焼させたときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項12の発明は、後乾燥の加熱源は、鉄または銅の粉末と硫黄の粉末との混合物を反応させたときに発生する反応熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項13の発明は、前乾燥された土壌に、揮発性アルコールまたは/およびケトンを添加して後乾燥するようにしたことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項14の発明は、乾燥処理された残渣成分または気化成分の少なくとも一方が分析に用いられるものであることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1記載の分析用試料の乾燥処理方法である。
請求項15の発明は、分析用試料として高含水比の金属分析用土壌を乾燥処理する装置であって、該装置は、容器および該容器に充填した高吸水性樹脂材を備え、高吸水性樹脂材の上面に敷設したろ紙の上面に土壌を詰め込んで含水比30%以下に乾燥させる前乾燥具と、前記前乾燥した土壌を試料皿に収容した状態で熱源を用いた加熱により含水比20%以下に乾燥させる後乾燥具とを備えて構成されることを特徴とする分析用試料の乾燥処理装置である。
請求項16の発明は、前記乾燥用の容器は、天面が開口した漏斗であることを特徴とする請求項15記載の分析用試料の乾燥処理装置である。
請求項2乃至14の何れか1の発明とすることで、含水比が30%と高い水分を含有する土壌であっても、大規模な設備を使用しないで簡便に乾燥処理ができることになる。
6 高吸水性樹脂材
8 供試体
10 ドライヤ
11 収容皿
ところで蛍光X線分析法や全反射蛍光X線分析法等の前述した各種の分析法においては、含水比を20%以下、好ましくは10%以下にすることが要求される。このため、前記乾燥工程を、高含水量の土壌を含水比について30%まで早期に乾燥する前乾燥とし、このようにして前乾燥させた土壌について、さらに20%以下、好ましくは10%以下にする積極的な乾燥処理(後乾燥処理)を施すようにすることで、目的とする20%以下、好ましくは10%以下の含水比の供試体を早期のうちに得ることができる。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の熱源が、燈体16から発せられた光源を集光したものであるため、熱風で乾燥するもののように乾燥箱全体を加熱するような必要がなく、収容皿18を局所的に加熱することができ、しかも無風状態での加熱ができることになって、乾燥した供試体が飛散して散逸することも防止できる。
尚、凸レンズ17を、燈体16または収容皿18に対して離接移動できる構成にすることで加熱温度の調整ができ、また燈体16または収容皿18に対して平行移動できる構成にすることで照射位置の調整ができ、このようにして早期乾燥を促進させることができる。
前記乾燥室20には温度計23が備えられ、該温度計23によって測定された乾燥室20内の温度が制御部24に入力し、該制御部24は入力した乾燥室20内の温度によって燃料タンク25から火炎バーナー21に至る燃料流路26に設けた燃料供給バルブ27の開閉量調節をし、これによって火炎バーナー27の火力調節をして乾燥室20の室温が一定に保たれるように設定されている。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、火炎バーナー21であるため燃料として可燃性ガスボンベさえ持参すればよいことになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
しかも火炎バーナーで全ての乾燥をする場合のように、水分が沸騰状態になって試料がこれに混じって飛び散ったりすることも回避できることになる。
前記乾燥室28には温度計31が備えられ、該温度計31によって測定された乾燥室28内の温度が制御部32に入力し、該制御部32は入力した乾燥室28内の温度によって卓上ガスコンロ30に設けた火力調節ダイヤル33の開閉量調節をし、これによって卓上コンロ30の火力調節をして乾燥室28の室温が一定に保たれるように設定されている。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、卓上ガスコンロ30であるため燃料(ガスボンベ)さえ持参すればよいことになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
しかも卓上ガスコンロ30で全ての乾燥をする場合のように、水分が沸騰状態になって試料がこれに混じって飛び散ったりすることも回避できることになる。
さらにこれらのものにおいて、可燃性燃料の燃焼としては、ガス燃焼に限定されず、アルコールや石油等の液体燃料、さらには固形燃料を燃焼させたことによる熱源を用いても実施できることは言うまでもない。
ドライヤ35は、蓄電池を内装しているものとしているが、本実施の形態では、この蓄電池は充電可能なものに設定している。勿論、充電式でない蓄電池を用いても本発明を実施することができる。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、蓄電池を内装したドライヤ35であるため外部電源がないところでも加熱処理ができることになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように外部の電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。しかも後乾燥にのみドライヤ35を熱源として採用するため、全てをドライヤで乾燥させる場合のように、蓄電池の消費が大きくなって大量の蓄電池の準備が必要になってしまうことがない。
尚、ドライヤ35で乾燥する場合において、本実施の形態では収容皿の下側から熱風を当てて乾燥するようにしたが、上側から供試体に直接熱風を当てて乾燥することもできるが、この場合には、供試体が飛散することが想定され、そこで耐熱性のある織布あるいは不織布を被せた状態で熱風を当てることが好ましい。このような織布あるいは不織布としては、白金等の金属布、ポリカルボネート系樹脂やポリスルホン系樹脂等の耐熱性が有る高分子樹脂から形成されたものを採用することが好ましい。
39は消石灰の反応容器であって、該反応容器39は可撓性素材から形成された外容器40と該外容器40に内装された内容器41とからなり、内容器41は、外容器40を強制的に押し曲げることで破損する素材、例えば薄肉の硬質プラスチックやガラスから構成されている。そして外容器40には酸化カルシウムの粉末が収容され、内容器41には水が封入されている。後乾燥する場合に、外容器40を押し曲げて内容器41を破損すると、水が外容器40内に漏れ出し、酸化カルシウムと水とが反応して水酸化カルシウムを生成する化学反応が進行し、このとき発生する反応熱が後乾燥の熱源となる。このため、内容器41を破損した後、外容器40を良く揉んで水と酸化カルシウムとを万遍に混ぜてから外容器40を乾燥室37の床面に置き、その上に前記収容皿38を載置することで後乾燥を行うことができる。
45は希釈容器であって、該希釈容器45は可撓性素材から形成された外容器46と該外容器46に内装された内容器47とからなり、内容器47には、たとえば引っ張ったり曲げたりすることで破壊する首部47aが設けられている。そして外容器46には水が収容され、内容器47には濃硫酸が封入されている。この場合において、外容器46に収容される水の量は、該外容器46に指で挟んで押し込むことで首部47aを摘み、そして引っ張ったり曲げたりすることができるようゆとりを持たせた量になっている。
そして後乾燥する場合に、外容器46を指で挟んで内容器47の首部47aを破損させると、濃硫酸が外容器46内に漏れ出し、水によって希釈されることになり、このとき発生する反応熱が後乾燥の熱源となるが、この場合に、濃硫酸の急激な希釈を避けるため、前記首部47aを破損したままの状態で外容器46を乾燥室43の床面に静置し、その上に前記収容皿44を載置して後乾燥を行うことになり、そしてときどき外容器を指で押す等して濃硫酸を内容器から少しづつ出すようにすることで希釈による発熱のコントロールができる。
なお、濃硫酸の希釈熱を利用する場合に、図9に示したものを採用することができる。この場合に、乾燥容器に濃硫酸を封入し、シリンジで希釈容器内に水を少しづつ供給するようにすることで実施することができる。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、濃硫酸を水で希釈するときに発生する熱であるから、外部電源がないところでも加熱処理ができることになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
尚、濃硫酸を水で希釈するときに発生する熱で乾燥する場合において、本実施の形態では収容皿の下側から乾燥容器42を当てて乾燥するようにしたが、上側から供試体に乾燥容器42を載せて乾燥すること(上下両側からの加熱も可能)もできるが、この場合には、供試体が希釈容器45に直接接触いないよう耐熱性のある織布あるいは不織布を供試体に被せた状態とすることが好ましい。このような織布あるいは不織布としては、白金等の金属布、ポリカルボネート系樹脂やポリスルホン系樹脂等の耐熱性が有る高分子樹脂から形成されたものを採用することが好ましい。
50は酸化容器(袋)であって、該酸化容器50は通気性素材から形成されている。そして酸化容器50の中には、鉄の粉末(鉄粉)が充填されている。このものでは、鉄粉の酸化速度をコントロールするため、食塩水を保水剤として吸着させた活性炭を充填混合しているが、この充填量によって鉄粉の酸化速度、つまり酸化反応の速度をコントロールすることができ、これによって酸化熱の発生量を制御することができる。
そして酸化容器50は、鉄粉の酸化が進行しないよう密封容器に入れておき、そして後乾燥する段階で密封容器から取り出して空気に晒す。これによって酸化容器50内に空気が侵入して鉄粉の酸化が進行し、発熱する。そこで酸化容器50を乾燥室48の床面に静置し、その上に前記収容皿49を載置して後乾燥を行う。また必要において酸化容器50を収容皿49の上面に置いて後乾燥させることもできる。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、金属粉末が酸化するときに発生する酸化熱であるから、外部電源がないところでも加熱処理ができることになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
尚、金属粉末の酸化により発生する反応熱で乾燥する場合において、本実施の形態では収容皿の下側から酸化容器50を当てて乾燥するようにしたが、上側から供試体に酸化容器50を載せて乾燥すること(上下両側からの加熱も可能)もできるが、この場合には、供試体が酸化容器50に直接接触いないよう耐熱性のある織布あるいは不織布を供試体に被せた状態とすることが好ましい。このような織布あるいは不織布としては、白金等の金属布、ポリカルボネート系樹脂やポリスルホン系樹脂等の耐熱性が有る高分子樹脂から形成されたものを採用することが好ましい。
53は熱発生容器(袋)であって、該熱発生容器53は可撓性がある非通気性素材から形成されている。そして熱発生容器53の中には、粒状の水酸化ナトリウムが窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で封入されていて水との接触が遮断されている。熱発生容器53には開閉自在に封止できるチャック式の開口53aが設けられており、該開口53aを開けて水を入れてから開口53aを封止した後、熱発生容器53をよく揉むと、水酸化ナトリウムと水とが結合してよく水和され、このものを乾燥室51の床面に静置し、その上に前記収容皿52を載置して後乾燥を行う。また必要において熱発生容器53を収容皿52の上面に置いて後乾燥させることもできる(上下両面からの乾燥も必要においてできる)。この場合において、水酸化ナトリウムに対して添加する水の量によって発生する水和熱の量が異なるが、加熱温度を確保するため、加熱した水(温水)を添加することが好ましい。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、アルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物が水と結合して水和するときに発生する水和熱であるから、外部電源がないところでも加熱処理ができることになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
つまり図13の第十一の実施の形態のものは、乾燥室54に、前記前乾燥処理をした供試体を収容するための収容皿(試料皿)55が出し入れ自在に設けられ、そして前記前乾燥処理された供試体を、収容皿55上に載置した状態で加熱乾燥するようになっている。
56は石油系可燃物を燃焼させて熱を発生するための熱発生容器であって、該熱発生容器56は金属製素材から形成されている。そして熱発生容器56の中には耐熱性があるグラスウールが充填されており、口金56aを容器56から外すことでベンジンに代表される石油系可燃物を容器56内に供給充填できるようになっている。口金56aには白金綿(白金金網)56cが設けられており、口金56aを、通気性があって口金56a部位に空気中の酸素を供給できる蓋体56bで覆うようになっている。そして前記容器56内に充填した石油系可燃物が気化した可燃性ガスを、白金綿を触媒として燃焼させたときの燃焼熱で容器56が加熱され、こののものを乾燥室54の床面に静置し、その上に前記収容皿55を載置して後乾燥を行う。また必要において熱発生容器56を収容皿55の上面に置いて後乾燥させることもできる(上下両面からの乾燥も必要においてできる)。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、石油系可燃物が白金綿を触媒としてゆっくりとした燃焼をするときの燃焼熱であるから、外部電源がないところでも加熱処理ができることになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
つまり乾燥室60には、前記前乾燥処理をした供試体を収容するための収容皿(試料皿)61が出し入れ自在に設けられ、そして前記前乾燥処理された供試体を、収容皿61上に載置した状態で加熱乾燥するようになっている。
62は鉄または銅と硫黄の粉末混合物を反応させて熱を発生するための熱発生容器であって、該熱発生容器62は密封型のものであって、前記粉末混合物63を、ニクロム線のような電気の通電によって発熱する電気発熱体64とともに熱発生容器62に封入しておくとともに、電気発熱体64に接続する状態で熱発生容器62からリード線64aを引き出しておく。そしてこののものを乾燥室60の床面に静置し、その上に前記収容皿61を載置してから前記引き出したリード線64aに電源(バッテリや乾電池)65を接続して電気発熱体64を加熱させ、これによって前記粉末混合物を化学反応させて発熱させ、これによって後乾燥を行う。また必要において熱発生容器62を収容皿61の上面に置いて後乾燥させることもできる(上下両面からの乾燥も必要においてできる)。
しかもこのものでは、前乾燥された供試体を含水率20%以下、好ましくは10%以下にする後乾燥の加熱源が、鉄または銅と硫黄の粉末混合物についての反応熱であるから、反応開始のための加熱源としてバッテリや乾電池のような簡単な外部電源を持参することで加熱処理ができることになって、従来の大量の電力消費を伴う場合のように電気設備が必要になってしまうことが無く、このため採取現場での乾燥ができることになる。
そうしてこのように乾燥処理した残渣成分である試料は、前述したように蛍光X線分析法、全反射蛍光X線分析法に限定されず、赤外線分析法、原子吸光分析法、発光分析法、ガスクロマトグラフィー分析法、重量分析法の試料として用いることができる。また、前記乾燥処理したことにより気化した成分についても、これをトラップする等して分析をするための試料として供することもでき、また斯かる残渣成分及び気化成分の両者を分析試料として用いることもできる。
Claims (16)
- 分析用試料として高含水比の金属分析用土壌を乾燥処理する方法であって、該方法は、容器に散布した高吸水性樹脂材の上面にろ紙を敷設し、該ろ紙の上面に土壌を詰め込んで含水比30%以下に乾燥させる前乾燥をした後、さらに該前乾燥した土壌を試料皿に収容し熱源を用いた加熱により後乾燥して含水比を20%以下にすることを特徴とする分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、電熱ヒーターであることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、燈体から発せられる光を凸レンズで集光して得られるものであることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、可燃性燃料を燃焼させた火炎であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、乾電池を内蔵したドライヤであることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、酸化カルシウムまたは酸化バリウムが水と反応するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、濃硫酸を水で希釈するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、金属粉末が酸化するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、アルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物が水と結合して水和するときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、気化した石油系可燃物を白金綿触媒下で燃焼させたときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の熱源は、植物の炭粉末を練り固めたものを燃焼させたときに発生する熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 後乾燥の加熱源は、鉄または銅の粉末と硫黄の粉末との混合物を反応させたときに発生する反応熱であることを特徴とする請求項1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 前乾燥された土壌に、揮発性アルコールまたは/およびケトンを添加して後乾燥するようにしたことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 乾燥処理された残渣成分または気化成分の少なくとも一方が分析に用いられるものであることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1記載の分析用試料の乾燥処理方法。
- 分析用試料として高含水比の金属分析用土壌を乾燥処理する装置であって、該装置は、容器および該容器に充填した高吸水性樹脂材を備え、高吸水性樹脂材の上面に敷設したろ紙の上面に土壌を詰め込んで含水比30%以下に乾燥させる前乾燥具と、前記前乾燥した土壌を試料皿に収容した状態で熱源を用いた加熱により含水比20%以下に乾燥させる後乾燥具とを備えて構成されることを特徴とする分析用試料の乾燥処理装置。
- 前記乾燥用の容器は、天面が開口した漏斗であることを特徴とする請求項15記載の分析用試料の乾燥処理装置。
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