Способ оптимизации условий растворения сферических капсулированных гранул Советский патент 1990 года по МПК G01N27/06 

Изобретение относится к технике исследования и анализа кинетики гетерогенных процессов растворения сферических гранул и может быть использовано при разработке технологии капсулированных минеральных удобрений, а также других твердых растворимых веществ.

Цель изобретения - повышение точности.

Способ оптимизации условий растворения сферических капсулированных гранул разных диаметров заключается . в том, что используют нормированные кривые электропроводности полного

растворения при получении растворов малой конечной концентрации путем изменения геометрических размеров элементов конструкции мешалки, растворяют некапсулированные гранул ы тех же начальных диаметров, что и капсулированные. Для каждого из диаметров определяют время полного растворения, полученное по данным начального периода растворения, и время полного растворения, полученное при растворении .большей массы гранул, чем в начальный период, находят отношение этих времен и по отклонению полученного отношения от единицы судят о необходимости изменения геосл ел

метрических размеров элементов конструкции мешалки.

Кроме того, ожидаемое время полного растворения некапсулированных гра- нул по ее низкой доли,, равной пятой ее части, определяют как tH 5t04gB, а по ее высокой доли, равной половине этого времени, - как t6 2tOR75, где момент времени to4SSнаходят по уровню 0,875 этой кривой.

О стационарности и одинаковости гидродинамических условий растворения всей совокупности капсулированных гранул одного и того же диаметра мож- rto судить по степени совпадения нор- Цированной кривой перходиого процессу растворения некапсулированных г)ранул того же диаметра с аналогичной кривой, имеющей место для идеаль- bjbix условий, когда каждая некапсули- ЙОванная гранула омывается равномерно и одинаково. Для этих условий, дополненных условием низкой конечной концентрации раствора, за промежу- ток времени, равны 0,2 от времени Полного растворения однородных сферических гранул, в раствор переходит 0,488 их относительной массы, а за промежуток времени, равный 0 ,5 от времени полного растворения гранул, в раствор переходит 0,875 их относительной массы. Эти соотношения дают возможность сделать оценку реальных условий растворения капсулированных Гранул, имеющих диаметр, равный начальному диаметру некапсулированных гранул, а затем использовать в случае необходимости указанную оценку для целенаправленного, контроли- руемого изменения элементов конструкции мешалки.

Способ реализуют следующим образом.

Берут некапсулированные гранулы тех же диаметров- d0; , что и каисули- рованные, подлежащие испытанию. Массу гранул выбирают из условия низкой конечной концентрации раствора, когда связь между его концентрацией и электропроводностью линейна. Для каждого из начальных диаметров некапсулированных гранул по результатам измерения электропроводности раствора строят нормированную кривую электро- проводности. По этой кривой как функции времени находят значения времени (t0iq8S)i и (t08T5)i, соответствующие переходу в раствор 0,488 и 0,875 от

носительнои массы гранул с диаметром d0;. Для каждого из диаметров d0; определяют ожидаемое время полного растворения, полученное по низкой ее доли

Јщ -Ht0(4gg)l и по более высокой ее доли

te. i - 2(t08T5)i.

Далее для каждого из диаметров гранул dQ1 находят отношение (показатель стационарности)

tH;

s;

-в;

5 0 0 Q

5 Q

5

Единичному значению показателя S соответствуют идеальные гидродинамические условия растворения. Если величина этого показателя для какого- либо из диаметров гранул выход за пределы допуска, например, отличается от единицы более чем на 2-3%, то изменяют геометрические размеры элементов конструкции мешалки и вновь проводят указанную серию испытаний, добиваясь наиболее удовлетворительных результатов.

На фиг.1 показана нормированная кривая y(t) электропроводности от времени t для некапсулированных гранул с d0j 2 мм; на фиг.2 - то же, для некапсулированных гранул с d0l 3 мм; на фиг.З - то же, для капсулированных гранул с dQ; 2 мм; на фиг«4 - то же, для капсулированных гранул с d 0; 3 мм.

Даны капсул ированные гранулы аммиачной селитры с dQ1 2 мм и d02 3 мм. Необходимо оценить и при необходимости оптимизировать условия их растворения в магнитной мешалке.

В стеклянный стакан диаметром 70 мм измерительной ячейки кондуктомера заливают 250 мл смеси деминерализованной и водопроводной воды в таком соотношении, чтобы электропроводность была близкой к реальным условиям использования гранул и равнялась, например, для данной конструкции ячейки 0,01 . В стакан погружают ротор длиной 1 30 мм и включают мешалку. Включают самописец, установив скорость ленты 5 мм/с. В стакан высыпают 13 гранул некапсулированной аммиачной селитры с начальным диаметром d0 2 мм, записывают кривую ра створения. По нормированной кривой У (О/У макс электропроводности находят с; t0,875 2 с- Отсюда

ционарности S 1,02 (фнг.1).

На фиг.1-4 штриховкой показана идеальная кривая растворения. При тех же условиях для некапсулированных гранул аммиачной селитры с начальным диаметром d0 3 мм получают t0)(V60 12,5 с; toB45 26 с, откуда t4 62,5 с; tB 52 с; S 1,2 (фиг.2)..

Из фиг.2 видно, что растворение гранул происходит в резко нестационарных условиях. Достоверность результатов испытаний низкая. Это же относится и к аналогичным испытаниям капсулированных гранул.

Изменяют условия опыта, заменив ротор длиной 30 мм на ротор длиной 50 мм. В этом случае для гранул с начальным диаметром 2 мм имеют t04gg 4,0 с; tOB75 9,7 с; tH 20 с; ,4 с; S 1,03 (фиг.З). Соответственно для гранул с начальным диаметром 3 мм получаЪт

-0,875

14,5 с; Ц

S 1,03 (фиг.4).

н-

Способ оптимизации условий растворения сферических капсулированных гранул разных диаметров с использованием нормированных кривых электропроводности полного растворения при получении растворов малой конечной

концентрации путем изменения геометрических размеров элементов конструкции мешалки, отличаю щи и ся тем, что, с целью повышения точности, растворяют некапсулированные гранулы

тех же начальных диаметров, что и капсуЛированные, для каждого из диаметров определяют время полного растворения, полученное по данным начального периода растворения, и время .

полного растворения, полученное при растворении большей массы гранул, чем в начальный период, находят отношение этих времени и по отклонению полученного отношения от единицы судят о параметрах мешалки.

Изобретение относится к технике исследования и анализа кинетики гетерогенных процессов растворения сферических гранул и может быть использовано при разработке технологии капсулированных минеральных удобрений, а также других твердых растворимых веществ. Целью изобретения является повышение точности. Растворяют некапсулированные гранулы тех же начальных диаметров, что и капсулированные. Для каждого из них определяют отношение ожидаемого времени полного растворения, полученного по ее низкой доле, к ожидаемому времени полного растворения, полученному по ее высокой доле. При отличии указанных отношений от единицы изменяют геометрические размеры элементов конструкции мешалки таким образом, чтобы для каждого из начальных диаметров некапсулированных гранул отклонение отношения ожидаемых времен не превышало допустимой величины. 4 ил.

W 20 Зй 40 50 60 1,С

Ц 8 1 16 20 & 20 Фие&

f t/c. «J Составитель В.Екаев Редактор И.Касарда Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 268Тираж 507Подписное

ВШИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ц 8 1 16 20 & 20 Фие&

t.C

рректор Л.Патай