RU2324163C2 - Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов - Google Patents
Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324163C2 RU2324163C2 RU2006110869/28A RU2006110869A RU2324163C2 RU 2324163 C2 RU2324163 C2 RU 2324163C2 RU 2006110869/28 A RU2006110869/28 A RU 2006110869/28A RU 2006110869 A RU2006110869 A RU 2006110869A RU 2324163 C2 RU2324163 C2 RU 2324163C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grain
- materials
- lignocarbohydrate
- size analysis
- particle size
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов основан на прямом оптическом методе компьютерного анализа изображений, в котором проводят измерения массовой доли и площади частиц с помощью программы по определению гранулометрического состава. Для проведения измерений частицы измельченных лигноуглеводных материалов вводят в органический растворитель, наносят в виде суспензии, предварительно обработанной ультразвуком, на стекло, накрывают другим стеклом и помещают на очищенную поверхность сканера. Для определения гранулометрического состава дополнительно определяют степень деструкции исследуемого материала. Технический результат - создание способа, позволяющего получать более точные данные о форме и размерах частиц лигноуглеводных материалов, а также предсказывать свойства получаемых в процессе химических превращении продуктов. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области физико-химического анализа мелкодисперсных материалов и может быть использовано для определения гранулометрического состава лигноуглеводного растительного сырья.
Известны способы определения гранулометрического состава порошков: седиментационный анализ, микроскопия, ситовой анализ. Ситовой анализ заключается в просеивании пробы исследуемого материала через набор сит, и в определении процентного содержания остатка на каждом из них по отношению к весу исходной пробы. Микроскопический анализ заключается в измерении условных размеров и в подсчете числа частиц в заданном интервале размеров либо визуально, или по микрофотографиям препарата. Определение гранулометрического состава подситовой фракции порошков проводят с помощью микроскопа. Седиментационный анализ основан на зависимости скорости осаждения однородных частиц в вязкой среде от их размеров. Обычно используется осаждение твердых частиц под действием гравитационных и центробежных сил [1-3].
Данные способы обладают существенными технологическими недостатками: трудоемкость выполнения измерений, влияние субъективных (например, прямой метод определения гранулометрического состава проводится под микроскопом) и объективных факторов на достоверность получаемых результатов, длительная продолжительность определения, несопоставимость результатов с другими методами, тенденция к слипанию частиц (конгломерации).
В заявляемом изобретении для определения гранулометрического состава в качестве анализируемых материалов используют лигноуглеводные материалы, которые в ходе подготовки к анализу измельчают на мельнице и суспендируют в среде органических растворителей.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому способу определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов является способ применения программно-аппаратного комплекса «анализ зернопродуктов» в гранулометрии мелкодисперсных продуктов размола [4]. По этому способу зернопродукты помещают на очищенную поверхность оптического прибора - распылением. Затем, с помощью программы «Измерение гранулометрического состава зерна», изображения частиц обрабатываются для получения их размеров. Основное назначение программы «Измерение гранулометрического состава зерна» - проведение измерений размеров частиц с помощью сканирования (получение изображений). Измерения могут быть произведены как на исходном, так и на предварительно преобразованном изображении (в различных цветах). Полученные данные приводятся в виде гистограмм.
Общим для прототипа и заявляемого изобретения является - метод компьютерного анализа изображений, программа «Измерение гранулометрического состава зерна», лежащая в основе способа определения гранулометрического состава [5].
Недостатки прототипа - при нанесении анализируемого материала используется распыление, что приводит к слипанию частиц и получению искаженных результатов анализа. Кроме того, данные, характеризующие степень деструкции получают исходя из гистограмм.
В предлагаемом изобретении указанные недостатки устраняют следующим образом: вместо распыления частицы образца вводят в органический растворитель (этанол), наносят в виде суспензии предварительно обработанной ультразвуком на специальное стекло, накрывают другим стеклом, помещают на заранее очищенную поверхность сканера и под давлением груза проводят измерения. Математическая обработка полученных гистограмм проводится с использованием методов математической статистики.
Использование программно-аппаратного комплекса для определения гранулометрического состава дает возможность получать более точные данные о форме и размерах частиц лигноуглеводного и материалов, а также предсказывать свойства получаемых в процессе химических превращений продуктов, т.е. синтезировать их с заданными параметрами.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что частицы измельченного лигноуглеводного материала, вводят в органический растворитель (этанол), наносят в виде суспензии предварительно обработанной ультразвуком на специальное стекло, накрывают другим стеклом, помещают на заранее очищенную поверхность сканера и под давлением груза проводят измерения количества и размеров частиц с помощью программы «Измерение гранулометрического состава зерна». Степень деструкции образцов рассчитывается с использованием методов математической статистики.
Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.
В реактор, содержащий мелющие тела в виде цилиндров (d 10×100 мм), загружают исследуемый материал - древесные опилки. Измельчение проводят на вибрационном стенде (на основе промышленного вибратора ИВ-98Б). Через заданные промежутки времени проводят отбор проб для исследования гранулометрического состава.
Суспензионный раствор готовят следующим образом: 0,02 г исследуемого материала помешают в стеклянный стакан емкостью 100 мл, добавляют 50 мл этилового спирта, перемешивают и обрабатывают ультразвуком с силой 30 мА. После чего в течение нескольких секунд пипеткой наносят на специальное стекло раствор в количестве 0,1 мл и накрывают другим стеклом. Стекла с суспензией помещают на очищенную поверхность сканера и под давлением груза, для увеличения площади распространения жидкости между стеклами, проводят измерения количества и размеров частиц.
Органический растворитель - этанол, специально подбирают так, чтобы частицы хорошо смачивались и не образовывали конгломераты [1]. Все растворители, а также отобранные пробы исследовались с помощью программы по определению гранулометрического состава.
Полученные гистограммы представляют собой либо правильную, либо смещенную по максимуму кривую Гаусса, которая выражается уравнением (фиг.1):
где а - математическое ожидание;
σ - среднее квадратичное отклонение.
Величины массовой доли и площади, представленные на гистограмме, не дают полной характеристики исследуемого образца. Для получения характеристичной величины - степени деструкции (k), которая является более показательной, характеризующей степень измельчения, применяют дальнейшую математическую обработку данных гистограммы.
Данные этих кривых: массовая доля (у) - площадь (х) представляем в виде выборки (таблица 1), над которой будут производиться математические операции (Математические расчеты представлены на примере определения гранулометрического состава древесины березы в этаноле (время измельчения 30 мин)).
1. Рассчитываем среднее значение х и у по формулам (2), (2а):
где, х - площадь частиц, мм2,
y - массовая доля частиц определенной площади
xсред=8,5; yсред=0,0021
2. Рассчитываем значение дисперсии Dx и Dy по формулам (3), (3а):
Dx=28,5; Dy=0,00000132
3. Находим значения выборочного среднеквадратичного отклонения σх и σy по формулам (4), (4а):
σx=7,36; σy=0,0011
4. Рассчитываем сумму произведения выборочных величин по формуле (5):
5. Рассчитываем значение корреляционного коэффициента по формуле (6):
/rb/=0,45
6. Находим коэффициент k для построения прямой по формуле (7):
k=0,0000000815
7. Уравнение прямой рассчитываем по формуле (8):
y=-8.15×10-8x+0.0021
По уравнению строится график представленный на фиг.2.
Преобразованная кривая выражается в виде прямой линии:
здесь k соответствует tg α и характеризует степень деструкции исследуемого образца, b указывает среднее значение массовой доли частиц.
Преимуществами предлагаемого изобретения являются: способность контролировать процесс измерения, возможность получать точные данные о форме и размерах частиц лигноуглеводного материала, а также получать продукты с заданными параметрами и экономическая доступность оборудования.
Изобретение позволяет получать продукцию деревообрабатывающих и полимерных производств с заданными параметрами, а также органоминеральные удобрения из лигноуглеводного сырья, по полезным свойствам не уступающие минеральным удобрениям.
Литература
1. Ходаков Г.С. Основные методы дисперсионного анализа. М.: Стройиздат. - 1968. 199 с.
2. Хьютсон А. Дисперсионный анализ / пер. с англ. Кругликова А.Г., ред. Голикова Т.Н. - М.: Статистика. - 1971. - 88 с.
3. Шеффе Г. Дисперсионный анализ / пер. с англ. Севостьянова Б.А., ред. Чистякова В.П. - М.: Наука. - 1980. - 512 с.
4. Лузев B.C., Лузев В.В., Гуськов И.В. Опыт применения программно-аппаратного комплекса «анализ зернопродуктов» в гранулометрии мелкодисперсных продуктов размола // Тез. докл. к четвертой республ. научно-практической конф. «Современные проблемы техники и технологии хранения и переработки зерна», Барнаул. - 2000. - С.15, 16.
5. Свидетельство об официальной регистрации ПР ЭВМ №2002610885, РФ, 2002 г.
Claims (1)
- Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов, основанный на прямом оптическом методе компьютерного анализа изображений, в котором проводят измерения массовой доли и площади частиц с помощью программы по определению гранулометрического состава, отличающийся тем, что для проведения измерений частицы измельченных лигноуглеводных материалов вводят в органический растворитель, наносят в виде суспензии, предварительно обработанной ультразвуком, на стекло, накрывают другим стеклом, помещают на очищенную поверхность сканера, а для определения гранулометрического состава дополнительно определяют степень деструкции исследуемого материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006110869/28A RU2324163C2 (ru) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006110869/28A RU2324163C2 (ru) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006110869A RU2006110869A (ru) | 2007-10-20 |
| RU2324163C2 true RU2324163C2 (ru) | 2008-05-10 |
Family
ID=38925045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006110869/28A RU2324163C2 (ru) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2324163C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107677232A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-02-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种晶粒尺寸测量方法及装置、多晶硅薄膜的生产方法 |
| RU2677209C1 (ru) * | 2017-07-27 | 2019-01-15 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Способ оценки качества измельчения нитратов целлюлозы |
-
2006
- 2006-04-04 RU RU2006110869/28A patent/RU2324163C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛУЗЕВ B.C., ЛУЗЕВ В.В., ГУСЬКОВ И.В. Опыт применения программно-аппаратного комплекса "анализ зернопродуктов" в гранулометрии мелкодисперсных продуктов размола // Тез. докл. к четвертой республ. научно-практической конф. "Современные проблемы техники и технологии хранения и переработки зерна". - Барнаул, 2000, с.15, 16. Свидетельство об официальной регистрации ПР ЭВМ №2002610885, 2002, * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677209C1 (ru) * | 2017-07-27 | 2019-01-15 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Способ оценки качества измельчения нитратов целлюлозы |
| CN107677232A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-02-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种晶粒尺寸测量方法及装置、多晶硅薄膜的生产方法 |
| CN107677232B (zh) * | 2017-09-21 | 2020-03-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种晶粒尺寸测量方法及装置、多晶硅薄膜的生产方法 |
| US10605596B2 (en) | 2017-09-21 | 2020-03-31 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Method and apparatus for measuring a size of a crystal grain, and method for fabricating a poly-silicon thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006110869A (ru) | 2007-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schubert | Food particle technology. Part I: Properties of particles and particulate food systems | |
| Bushell et al. | On techniques for the measurement of the mass fractal dimension of aggregates | |
| Kroetsch et al. | Particle size distribution | |
| Bowen | Particle size distribution measurement from millimeters to nanometers and from rods to platelets | |
| Bieganowski et al. | Determination of soil aggregate disintegration dynamics using laser diffraction | |
| Persson | Image analysis of shape and size of fine aggregates | |
| US20050012244A1 (en) | Method for preparing and processing a sample for intensive analysis | |
| RU2324163C2 (ru) | Способ определения гранулометрического состава лигноуглеводных материалов | |
| WO2002103329A3 (en) | Apparatus and method for determining the dispersibility of a product in particulate form | |
| Polakowski et al. | Measurement of soil dry aggregate size distribution using the laser diffraction method | |
| Bumiller et al. | A preliminary investigation concerning the effect of particle shape on a powder’s flow properties | |
| KR101425278B1 (ko) | 분쇄공정에서 분쇄된 입자들의 균일도를 이용한 분쇄속도 산출방법 및 그 장치 | |
| DE102004011387A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung von multiplen Proben einer Dispersionen | |
| Mustafa et al. | Determination of an appropriate method for dispersion of soil samples in laser diffraction particle size analyses | |
| Muzny et al. | Shear influence on colloidal cluster growth: a SANS and USANS study | |
| Patil et al. | Characterization of the superconcentration and granulation steps of a disruptive spray-drying free process for the manufacture of dairy powders | |
| Tabrizi-Zarringhabaei et al. | An image-based method to determine the particle size distribution (PSD) of fine-grained soil | |
| Gomboš et al. | Quantification of temporal and spatial changes in soil suspension density, specific surface area and parameters of the distribution of the texture of the dispersed soil phase | |
| Hart et al. | Particle size and shape characterization: current technology and practice | |
| DE102015116379A1 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Granulaten in einen Förderstrom und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| Nenadović et al. | Physico-chemical soil analysis of Rudovci region | |
| Cheshko et al. | EVALUATION METHOD OF THE GRANULOMETRIC COMPOSITION OF QUINOLINE INSOLUBLE COMPONENTS OF COAL TAR AND PITCH. | |
| Mwendwa | The Mwendwa Protocol: A modification of the Bouyoucos method of soil texture analysis | |
| Müller et al. | Particle system characterization and modelling | |
| Vetter et al. | Particle morphology applied to characterizing abrasive materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080405 |