Эталонное определение влажности зерна по ДСТУ сушильным шкафом лабораторным МО-212 -

Анализ влажности зерна с высокой точностью определяет длительность хранения, класс пшеницы, кукурузы, ячменя, цены на рынке, качество производимых хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий.

Для эталонного исследования влажности, значение которого вписывается в коммерческие контракты и используется для калибровки аналитических и измерительных приборов – влагомеров зерна и экспресс анализаторов зерновых по стандартным образцам, традиционно используются сушильные шкафы и лабораторные весы.

Достоверность показаний, которое обеспечивает лабораторное оборудование, может быть обеспечено только при строгом соблюдении требований ГОСТа, начиная с отбора проб и заканчивая финальным подсчетом измеренных показателей.

Сушильный шкаф лабораторный МО-212 – все по стандарту !

 

 

Перед определением влажности воздушно-тепловым методом, производится отбор проб зерна в соответствии с ГОСТ 13568.3-83. Для этих целей используют автоматический или ручной пробоотборник (щуп для зерна) и делительно-смешивающие устройства для зерновых. Из объединенных проб выделяют среднесуточные и средние пробы.
Выделенная средняя проба предварительно анализируется по направлениям:

• выделение крупных примесей при помощи сит лабораторных и рассевов;
• определение степени зараженности насекомыми;
• удаление металломагнитных примесей постоянным магнитом;
• определение натуры зерна пуркой.

 

Если отбор проб зерна был произведен с нарушением обязательных условий, в частности в образцы для анализа попали: твердые включения, насекомые-вредители, мусор, солома, может выйти из строя лабораторная мельница за счет повреждения режущих кромок ножей или по причине внезапной остановки ротора электродвигателя, из-за чего резко возрастает протекающий через обмотки ток, и двигатель может “сгореть” с последующим дорогостоящим ремонтом лабораторного оборудования, простоем и финансовыми потерями.

Чтобы этого избежать, для гарантированного быстрого высококачественного размола, рекомендуется купить лабораторную мельницу LM-7020 с защитой от внезапной остановки, мощным электродвигателем с выбором скоростей и охлаждаемой размольной камерой, за счет чего оборудование обеспечивает бесперебойную работу по измельчению не только зерна, но и масличных культур, жмыха и кормов для животных.

За счет системы охлаждения, минимального времени размола, мощная электромельница LM-7020 позволяет обеспечить измельчение и подготовку проб для проведения анализа влажности в сушильной печи без потери влажности, что критически важно для получения достоверных результатов.

Лабораторная мельница также в полной мере удовлетворяет требованиям однородности размола и степени измельчения (гомогенизации). Если в измельченном зерне будут присутствовать фракции разной величины, то даже при полном соответствии требованиям ГОСТ 13586.3-93 (температурным и временным режимам), точно измерить влажность зерна не получится из-за различной скорости испарения - мелкие частицы высушиваются быстрее.

Если чужеродные элементы в отобранной пробе были извлечены путем визуального контроля, просеивания лабораторными ситами, с помощью постоянных магнитов, и размол зерновой мельницей произведен успешно, но в навеске присутствуют например поврежденные зерна, солома, или зерновки других сортов, то измельченный образец не будет отражать действительное значение влажности для всей партии по причине различной гигроскопичности и содержания влаги в зерновых и примесях.

При определении влажности воздушно-тепловым методом, следует избегать с одной стороны потери влажности в исследуемой пробе, с другой стороны, вспомогательный инструментарий – прежде всего бюксы для загрузки проб, должны быть просушены, чтобы избежать попадания дополнительной влаги в образцы.

Для этих целей, проба зерна, а также просушенные в сушильной печи бюксы хранятся в эксикаторе.

 

Для принятия соответствующего решения необходимо выяснить первоначальную влажность, используя влагомер для цельного  зерна – если портативный измеритель влажности зерновых покажет, что содержание влаги в пробе превышает 17 %, необходимо предварительное просушивание.

Шкаф МО-212 за счет наличия двух независимых сушильных камер может не только одновременно производить лабораторные исследования влажности, например в одной камере – с предварительным просушиванием, а в другой – без него, но и определять содержание влаги зерновых культур различных сортов, шрота, жмыха, кондитерских изделий и не пищевых материалов, например древесины.

В каждой камере предусмотрены по 6 емкостей - ячеек, куда помещаются бюксы с анализируемыми материалами.

 

 

 

Подогрев пробы и извлечение влаги производится следующим образом.

Материалы, помещенные в бюксы в ячейки камер, подвергается воздействию высокой температуры.

Нагрев воздуха производят ТЭНы. Температура сушильного лабораторного шкафа настраивается терморегуляторами в широких пределах: от 40 до 160°С. В частности, при анализе влажности зерна, используются более узкий интервал контроля температуры – до 140°С.

До большей температуры нагревается только сухожаровый воздушный стерилизатор для обработки высокой температурой инструментов, химической посуды из стекла, дозаторов, но такое оборудование для медицинских, биологических, микробиологических лабораторий имеет специфическую сферу применения и для исследования параметров качества зерна не подойдет.

 

 

 

Визуальный контроль температуры производится при помощи двух цифровых дисплеев – на каждую сушильную камеру.

 

 

 

 

 

За счет конвекционных потоков, содержащаяся в пробах зерна влага извлекается и попадает в воздух.

Отведение испарений обеспечивается за счет естественной вытяжной вентиляции, организованной путем создания непрерывного воздушного потока из пространства лаборатории внутрь шкафа сушильного.

В дверцах просверлены отверстия, через которые в печь поступает воздух из помещения, движущийся через сушильную камеру, и проследовав через ячейки, насыщаясь парами, удаляется через вертикально установленные вытяжные трубы.

 

 

 

Для этих целей лабораторная сушильная печь МО-212 комплектуется сетчатой бюксой (диаметр – 70 мм, высота 20 мм), куда помещается навеска зерна весом 20 г. Для взвешивания используются лабораторные весы и мерная посуда.
Перед началом процедуры подсушивания, внутреннее пространство прогревается до температуры 110°С.

 

Навески зерна в сетчатых бюксах помещают в загрузочные ячейки, дверцы закрываются и предварительная сушка происходит при температуре 105°С.

Для отсчета времени просушки используют секундомер.

Следует отметить, что после нагрева камеры, при открытии дверцы для помещения бюкс с пробами зерна, внутрь попадает охлажденный воздух из помещения лаборатории. Чем больше падение температуры, тем хуже, Такой же показатель регламентируется и для муфельных лабораторных печей.

ГОСТ 13586.3-93 предусматривает, что после загрузки бюкс температура восстановления до уровня 105 °С не должна превышать 4 минуты.

 

• качественная термоизоляция поверхности сушильных камер;
• мощные плоские ТЭНы;
• ПИД-регуляторы, отслеживающие падение температуры и оперативно регулирующие мощность подогрева.

Продолжительность подсушивания колеблется в значительных пределах и зависит во-первых, от начального значения влажности, которую предварительно определяет влагомер зерна, а во-вторых - от размеров зерен зерновых, или бобовых культур.
Например, при начальном содержании влаги до 25 %, пшеница и ячмень сушатся всего 7 минут, а кукуруза – 15 минут.

После предварительного просушивания, бюксы с образцами вынимают из лабораторного сушильного шкафа при помощи тигельных щипцов, чтобы не получить ожог и охлаждают в течение 5 минут.

На весах производится взвешивание.

В это время лабораторное сушильное оборудование подготавливается к непосредственному нагреву измельченных проб путем доведения температуры внутри камеры до 140 °С.

Навеска зерна извлекается из сетчатой бюксы и передается для измельчения на зерновую мельницу. Рекомендуется использовать мощную мельницу лабораторную LM-7020. Это позволит избежать нагрева измельчаемого продукта и потери влажности.

Размолотые образцы помещаются в чистые, просушенные бюксы N 3, предварительно извлеченные из лабораторного стеклянного эксикатора, и взвешенные с точностью до сотых.
Масса каждой навески должна составлять до 5,00 г, после этого бюксы закрывают и помещаются для избежания потери влажности в эксикатор.

Регулятор температуры сушильного шкафа устанавливается на 130°С, в загрузочные ячейки помещаются бюксы с измельченными пробами. Свободные ячейки заполняются пустыми бюксами.

Измельченные образцы зерновых культур, за исключением кукурузы, просушивают в течение 40 минут, кукурузы – в течение 60 минут.

После этого бюксы с измельченными просушенными образцами помещаются для полного охлаждения в эксикатор на время до 20 минут, но не более 2-х часов. Охлажденные бюксы взвешиваются на лабораторных весах с точностью до сотых. Если просушенные пробы зерна не охладились до достаточной степени, высокая температура может повлиять на чувствительные датчики весов и исказить показания.

Измерение влажности зерна без предварительного подсушивания аналогично описанному алгоритму, но без предварительного подсушивания проб в сетчатых бюксах.

 

---

Нет движущихся элементов – минимальный риск поломок

---

Для равномерного прогрева, сокращения по времени процесса предварительного и основного просушивания проб зерна, сушильные шкафы предыдущих поколений оснащались механическими средствами:

• вращающийся стол для равномерного омывания потоками воздуха анализируемых образцов;
• вентиляторы для принудительного перемещения воздуха внутри лабораторного шкафа, чтобы по всему объему сушильной камеры поддерживалась одинаковая температура.

Любой движущийся элемент – потенциальный источник неисправности за счет оседания пыли, износа подшипников и сальников, не говоря уже про дополнительные затраты электроэнергии.

В конечном итоге, сокращение периода времени между ремонтами шкафов неблагоприятным образом сказывалось на количестве аналитических исследований – лаборатория простаивала и для продолжения бесперебойной работы необходим был запасной комплект оборудования - еще одна лабораторная сушильная печь, что требовало дополнительных инвестиций, вкладывалось в цену, ложилось на себестоимость проведения каждого исследования и снижало конкурентоспособность среди подобных лабораторий по анализу качества зерна.

Шкаф сушильный лабораторный МО-212 разрабатывался с учетом многолетней статистики выхода из строя устаревших морально и физически печей прошлых модификаций с движущимися элементами.

В результате удалось достичь баланса : ”цена”-”гарантия”-”срок службы” путем избавления от вентиляторных систем нагнетания воздуха и вращающего стола.

---

Равномерность поддержания температуры и щадящий режим нагрева

---

МО-212 по габаритам меньше своих лабораторных аналогов, что дополнительно положительно сказывается на стабильности прогрева воздуха в сушильных камерах и позволяет компенсировать в  шкафу отсутствие указанных выше не надежных деталей вращения.

Одно дело обеспечить одинаковое распределение температуры в большой сушильной камере, другое – в меньшей. При уменьшенных размерах конвекционные потоки проходят более короткий путь, что позволяет избежать потерь температуры и снизить затраты на электроэнергию.
Это самым благоприятным образом сказывается на равномерности нагрева образца в бюксах.

1. Про первое обязательное условие – однородный размол электромельницей мы сказали выше.
2. Второе условие, зависящее от квалификации, и опыта лабораторного персонала – равномерное размещение пробы в кювете.
3. А вот за третье условие, отвечает сушильный воздушно-тепловой шкаф для зерновых лабораторий МО-212 и целиком успешно.

Как бы ни был мал объем измельченной пробы зерна в кювете и как бы тщательно и равномерно не размещена проба, полнота извлечения влаги в образце в значительной мере определяется и равномерностью прогрева.

Исследуемую на влажность пробу зерна можно представить условно как геометрическую фигуру – прямоугольник, и чем выше высота (слой образца в кювете), тем выше риск, что будет прогреты наружные слои, из которых испарится влага, а внутренние за заданное ГОСТом 13586.3-93 время отдадут содержащуюся влагу не в полном объеме.

Это риск связан с градиентом влажности – вода и другие летучие соединения под действием высокой температуры и конвекционных потоков устремляются с нижних слоев в верхние. На полное извлечение влаги со всего объема требуются десятки минут, предписываемые стандартом.

 

Если значительно повысить температуру, анализируемая проба изменит свои физико-химические показатели – например зерно обугливаться, станет подгорать, разлагаться на фракции, что приведет к выделению новых веществ - кроме влаги, станут испаряться летучие веществ – масла, жиры, что исказит искомое значение влажности.

Лабораторный сушильный шкаф МО-212 позволяет всего этого избежать – нагрев производится до заданной температуры, а далее высокоточные датчики в паре с быстродействующими терморегуляторами в автоматическом режиме отслеживают колебания температуры, также как в высококачественных термостатах для лабораторий или суховоздушных стерилизаторах.

Персоналу лаборатории требуется только загрузить бюксы с образцами и задать нужное значение температуры – температурную стабилизацию обеспечит МО-212.

 

 

---

Нет падения температуры при загрузке новых образцов

---

Стандарт предусматривает жесткие требования к падению температуры при помещении в сушильную камеру новых образцов.

Если шкаф оснащен несколькими сушильными камерами с ячейками для размещения проб анализируемых на влажность материалов, то при открывании дверцы за счет быстрого теплообмена, внутрь поступает холодный воздух, что приводит к резкому падению температуры. Из-за чего может нарушиться температурный режим и увеличивается время определения влажности.

МО-212 лишен этого недостатка за счет разделения нагревательной камеры на 6 ячеек, в каждую из которых помещается по 2 бюксы.


Поэтому при открывании дверцы и замене одной бюксы температура теоретически может уменьшиться на величину, пропорциональную количеству извлеченных бюкс, когда в соответствующую ячейку попадает холодный воздух из помещения лаборатории.

На практике же температура практически не уменьшается за счет комплексных решений:

• надежная теплоизоляция корпуса;
• быстрое время отклика терморегуляторов.

 

✓ Лабораторный сушильный шкаф МО-212 производится в Украине, на мощностях национального производителя лабораторного оборудования Технотест с полной сервисной поддержкой и техническим осблуживанием.

✓ На сушильные печи МО-212 установлена гарантия 3 года, что позволяет организовать стабильную работу лабораторий по исследованию параметров качеством зерна, включая определение влажности.