Еталонне визначення вологості зерна ДСТУ сушильною шафою МО-212 в лабораторії

Аналіз вологості зерна з високою точністю визначає тривалість зберігання, клас пшениці, кукурудзи, ячменю, ціни на ринку, якість вироблених хлібобулочних, кондитерських та макаронних виробів.

Для еталонного дослідження вологи, значення якої вписується в комерційні контракти та використовується для калібрування аналітичних та вимірювальних приладів – вологомірів та експрес аналізаторів за стандартними зразками, традиційно використовуються сушильні шафи та лабораторні ваги.

Достовірність показань, що забезпечує вказане обладнання, може бути забезпечена лише за суворого дотримання вимог ГОСТу, починаючи з відбору проб і закінчуючи фінальним підрахунком виміряних показників.

Сушильна шафа лабораторна МО-212 – все за стандартом !

Відбір проб зерна та пробопідготовка

Перед визначенням вологості повітряно-тепловим методом проводиться відбір проб відповідно до ГОСТ 13568.3-83. Для цих цілей використовують автоматичний або ручний пробовідбірник та ділительно-змішувальні пристрої для репрезентативного поділу зразків. З об'єднаних проб виділяють середньодобові та середні проби.
Виділена середня проба попередньо аналізується за напрямками:

• виділення великих домішок;
• визначення ступеня зараженості комахами;
• видалення металомагнітних домішок постійним магнітом;
• визначення натури зерна.

Якщо відбір проб зерна був здійснений з порушенням обов'язкових умов, зокрема до зразків для аналізу потрапили: тверді включення, комахи-шкідники, сміття, солома, може вийти з ладу млин за рахунок пошкодження ріжучих кромок ножів або через раптову зупинку ротора електродвигуна.

Якщо чужорідні елементи в відібраній пробі були витягнуті шляхом візуального контролю, просіювання ситами, за допомогою постійних магнітів, і розмелювання зерновим млином вироблено успішно, але в навішенні присутні наприклад пошкоджені зерна, солома, або зернівки інших сортів, то подрібнений зразок не відображатиме дійсне значення вологості для всієї партії через різну гігроскопічність і вміст вологи в зернових і домішках.

Аналіз вологості зерна термогравіметричним методом

При визначенні вологості повітряно-тепловим методом, слід уникати з одного боку втрати вологості в досліджуваній пробі, з іншого боку, допоміжний інструментарій – насамперед бюкси для завантаження проб, повинні бути просушені, щоб уникнути попадання додаткової вологи до зразків.
Для цих цілей проба зерна, а також просушені бюкси зберігаються в ексикаторі.

Для прийняття відповідного рішення необхідно з'ясувати початкову вологість за допомогою переносного електричного вимірювача, якщо цифра покаже, що вміст вологи в пробі перевищує 17 %, необхідно попереднє просушування.

Шафа МО-212 за рахунок наявності двох незалежних камер може не тільки одночасно проводити дослідження вологості, наприклад в одній камері – з попереднім просушуванням, а в іншій – без неї, а й визначати вміст вологи зернових культур різних сортів, шроту, макухи, кондитерських виробів та не харчових матеріалів, наприклад деревини.

У кожній камері передбачено по 6 ємностей - осередків, куди поміщаються бюкси з аналізованими матеріалами.

Підігрів проби та вилучення вологи проводиться наступним чином.
Матеріали, поміщені в бюкси в комірки камер, піддаються впливу високої температури.

1. Нагрів повітря виробляють ТЕНи.
2. Температура налаштовується терморегуляторами в межах: від 40 до 160°С.
3. Зокрема, при аналізі вологості зерна використовуються більш вузький інтервал контролю температури – до 140°С.

Візуальний контроль температури здійснюється за допомогою двох цифрових дисплеїв – на кожну камеру./p>

За рахунок конвекційних потоків, що міститься в пробах зерна, волога витягується і потрапляє в повітря.

Відведення випарів забезпечується за рахунок природної витяжної вентиляції, організованої шляхом створення безперервного повітряного потоку із простору кабінету всередину камер.

У дверцятах просвердлені отвори, через які в піч надходить повітря з приміщення, що рухається через сушильну камеру, і пройшовши через комірки, насичуючись парами, видаляється через вертикально встановлені витяжні труби.

Попереднє просушування

Для этих целей лабораторна сушильна шафа МО-212 комплектується сітчастою бюксою (діаметр – 70 мм, висота 20 мм), куди поміщається навішування зерна вагою 20 г. Для зважування використовуються ваги та мірний посуд.
Перед початком процедури внутрішній простір прогрівається до температури 110°С.

Наважки зерна в сітчастих бюксах поміщають у завантажувальні комірки, дверцята закриваються і попереднє сушіння відбувається за температури 105°С.

Для відліку часу просушування використовують секундомір.

Слід зазначити, що після нагрівання камери, при відкритті дверцят для приміщення бюкс із пробами зерна, всередину потрапляє охолоджене повітря з приміщення.

Чим більше падіння температури, тим гірше !

ГОСТ 13586.3-93 передбачає, що після завантаження бюкс температура відновлення рівня 105 °С має перевищувати 4 хвилини.

• якісна термоізоляція поверхні;
• потужні плоскі ТЕНи;
• ПІД-регулятори, що відстежують падіння температури та оперативно регулюють потужність підігріву.

Тривалість підсушування коливається у значних межах і залежить по-перше, від початкового значення вологості, а по-друге – від розмірів зерен зернових, або бобових культур.
Наприклад, при початковому вмісті вологи до 25%, пшениця та ячмінь сушаться лише 7 хвилин, а кукурудза – 15 хвилин.

Після попереднього просушування, бюкси із зразками виймають за допомогою тигельних щипців, щоб не отримати опік і охолоджують протягом 5 хвилин.
На терезах проводиться зважування.
У цей час обладнання готується до безпосереднього нагрівання подрібнених проб шляхом доведення температури всередині камери до 140 °С.
Наважка зерна витягується із сітчастої бюкси і передається для подрібнення. Рекомендується використовувати млин з охолодженням, щоб уникнути нагрівання подрібнюваного продукту та втрати вологості, що спотворить результат.
Розмелені зразки поміщаються в чисті, просушені бюкси N 3, попередньо витягнуті зі скляного ексікатора, і зважені з точністю до сотих.
Маса кожної навішування повинна становити до 5,00 г, після цього бюкси закривають і поміщаються, щоб уникнути втрати вологості в ексікатор.

Регулятор температури встановлюється на 130 ° С, в завантажувальні комірки поміщаються бюкси з подрібненими пробами. Вільні осередки заповнюються порожніми бюксами.
Подрібнені зразки зернових культур, за винятком кукурудзи, просушують протягом 40 хвилин, кукурудзи – протягом 60 хвилин.
Після цього бюкси з подрібненими просушеними зразками поміщаються для охолодження в ексикатор на час до 20 хвилин, але не більше 2-х годин. Охолоджені бюкси зважуються з точністю до сотих. Якщо просушені проби зерна не охолонули достатньо, висока температура може вплинути на чутливі тензодатчики та спотворити свідчення.

Вимірювання вологості зерна без попереднього підсушування аналогічно до описаного алгоритму, але без цієї процедури.

Позитивні особливості

Немає рухомих елементів – мінімальний ризик поломок

Для рівномірного прогріву, скорочення за часом процесу попереднього та основного просушування проб зерна, аналоги попередніх поколінь оснащувалися механічними засобами:

Будь-який елемент, що рухається – потенційне джерело несправності за рахунок осідання пилу, зносу підшипників і сальників, не кажучи вже про додаткові витрати електроенергії.
Зрештою, скорочення періоду часу між ремонтами несприятливо позначалося на кількості аналітичних досліджень – лабораторія простоювала і для продовження безперебійної роботи потрібен був запасний комплект обладнання, що вимагало додаткових інвестицій, вкладалося в ціну, лягало на собівартість проведення кожного дослідження та знижувало конкурентоспроможність.

Модель МО-212 розроблялася з урахуванням багаторічної статистики виходу з ладу застарілих морально та фізично печей минулих модифікацій з елементами, що рухаються.
В результаті вдалося досягти балансу: ”ціна”-”гарантія”-”термін служби” шляхом позбавлення від вентиляторних систем нагнітання повітря та столу, що обертає.

Рівномірність підтримки температури та щадний режим нагрівання

МО-212 за габаритами менше своїх конкурентів, що додатково позитивно позначається на стабільності прогріву повітря і дозволяє компенсувати відсутність зазначених вище не надійних деталей обертання.

Одна справа забезпечити однаковий розподіл температури у великій сушильній камері, інша – у меншій. При зменшених розмірах конвекційні потоки проходять коротший шлях, що дозволяє уникнути втрат температури та знизити витрати на електроенергію.
Це сприятливим чином позначається на рівномірності нагрівання зразка в бюксах.

1. Про першу обов'язкову умову – однорідний розмелювання ми сказали вище.
2. Друга умова, яка залежить від кваліфікації, та досвіду співробітників – рівномірне розміщення проби у кюветі.
3. А ось за третю умову відповідає сушильна шафа для лабораторії МО-212 і цілком успішно.

Як би не був малий обсяг подрібненої проби зерна в кюветі і як би ретельно і рівномірно не розміщена проба, повнота вилучення вологи у зразку значною мірою визначається рівномірністю прогріву.
Досліджувану на вологість пробу зерна можна представити умовно як геометричну фігуру – прямокутник, і що вища висота (шар зразка в кюветі), то вище ризик, що прогріті зовнішні шари, у тому числі випарується волога, а внутрішні за заданий ГОСТом 13586.3-93 час віддадуть вологу, що міститься, не в повному обсязі.
Це ризик пов'язаний з градієнтом вологості - вода та інші леткі сполуки під дією високої температури та конвекційних потоків спрямовуються з нижніх шарів у верхні. На повне вилучення вологи з усього об'єму потрібні десятки хвилин, які пропонує стандарт.

Якщо значно підвищити температуру, аналізована проба змінить свої фізико-хімічні показники - наприклад зерно обвуглюватися, підгорятиме, розкладатиметься на фракції, що призведе до виділення нових речовин - крім вологи, випаровуватимуться леткі речовини - масла, жири, що спотворить шукане значення вологості.

МО-212 дозволяє всього цього уникнути - нагрівання проводиться до заданої температури, а далі високоточні датчики в парі з швидкодіючими терморегуляторами в автоматичному режимі відстежують коливання температури.

Персоналу потрібно лише завантажити бюкси із зразками та задати потрібне значення температури – температурну стабілізацію забезпечить МО-212.

Немає падіння температури під час завантаження нових зразків

Стандарт передбачає жорсткі вимоги до зниження температури при поміщенні в середину нових зразків.
Якщо прилад оснащений кількома камерами з осередками для розміщення проб, то при відкриванні дверцят за рахунок швидкого теплообміну, всередину надходить холодне повітря, що призводить до різкого падіння температури. Через що може порушитися температурний режим та збільшується час визначення вологості.
МО-212 позбавлений цього недоліку за рахунок поділу нагрівальної камери на 6 осередків, у кожну з яких міститься по 2 бюкси.


Тому при відкриванні дверцят і заміні однієї бюкси температура теоретично може зменшитися на величину, пропорційну кількості вилучених бюкс, коли у відповідний осередок потрапляє холодне повітря з приміщення лабораторії.

Насправді ж температура практично не зменшується за рахунок комплексних рішень:

• надійна теплоізоляція корпусу;
• швидкий час відгуку терморегуляторів.

І на закінчення ще 2 позитивні факти.

По-перше, МО-212 виробляється в Україні, на потужностях національного виробника Технотест з повною сервісною підтримкою та технічним обслуговуванням.

По-друге, встановлена гарантія 3 роки.