186154. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd szemcsés anyagok folyási tulajdonságainak meghatározására, illetve befolyásolására
186 154 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés, amelyek segítségével a technika állásához képest sokoldalúbban és megbízhatóbban lehet meghatározni szilárd szemcsés anyagok folyási tulajdonságait akár az anyagok előállítási, illetve feldolgozási folyamatai közben is, amely utóbbi esetben maga az előállítási, illetve feldolgozási folyamat is befolyásolható az eljárás révén meghatározott technológiai állapotadatok alapul vételével. A találmányt finomszemcséjű szilárd anyagok, porok folyási tulajdonságainak a meghatározása céljából dolgoztuk ki és a továbbiakban ilyen alkalmazásra vonatkozóan ismertetjük azt. A találmány alkalmazhatósága azonban nem korlátozódik meghatározott küszöbértéknél finomabb szemcséjű anyagokra és a szakember a leírásból láthatja, hogy a találmány durvább szemcséjű anyagok vizsgálatára is alkalmazható, ha készíthető olyan mintatartó, amelyben az ilyen anyag átbocsátása is hasonló feltételek között megy végbe, mint az ilyen durvább szemcséjű anyagok átbocsátására szokásosan alkalmazott technológiái eszközöknél. A portechnológiában érdekelt szakterületeken, különösen a gyógyszeriparban és többek között a növényvédő szer, takarmány, élelmiszer, kozmetikai és háztartási cikkek előállításánál fontos a szemcsés porok folyási tulajdonságainak meghatározása és technológiai eszközökkel való befolyásolása, porok szállítása, betöltése, sajtolása és ehhez hasonló műveletek és eljárások számításon alapuló optimálása, valamint a termékminőség biztosítása érdekében. Sokan vizsgálják e feladatok előnyös megoldásának lehetőségét és sok módszer vált ismeretessé, de még nem ismeretes olyan vizsgálati eljárás és berendezés, amely a folyási tulajdonságokat befolyásoló fontos paraméterek összességének meghatározására és azok figyelembevételével végzett folyamatfelügyeletre (technológiai optimálásra) adna lehetőséget. Az ismert megoldásoknál a folyamatot együtt meghatározó lényeges jellemzőknek mindenkor csak egy részét lehet meghatározni és szabályozó paramétereknél figyelembe venni, így kielégítő optimálás a technika állása szerinti eszközök segítségével csak empirikus úton szerzett információk bevonásával lehetséges. Részletesen vizsgálták már egy-egy poralakú termék adott tartályból kifolyásának a sebességét, de csak néhány fontos paraméter függvényében. R. L. Brown és J. C. Richards (Trans. Inst. Chem. Eng., 38, 243 [I960]) vizsgálták a por szemcseméretének és a tartály kifolyó nyílása átmérőjének a szerepét, figyelembe véve a szemcse sűrűségét is, az általuk feltárt empirikus matematikai összefüggésben azonban több volt az ismeretlen természetű állandó, mint ahány ismert paramétert figyelembe vettek. Ilyen összefüggést a gyakorlatban csak igen korlátozottan lehet felhasználni. A por kifolyási sebességét befolyásoló paraméterek közül különbözőknek a hatásait vizsgálták:- a poroszlop magassága és a szemcseméret hatását F. Q. Danish és E. L. Parrott (J. Pharm. Sei., 60, 548 [1971]);- a nedvességtartalom hatását D. J. Craik és B. F. Miller (J. Pharm. Pharmac. 10, 136T [1958]);- a szemcseméret-eloszlás és a nyílásátmérő hatását T. M. Jones és N. Pilpel (J. Pbarm. Pharmac., 18, 429 [1966]);- a kifolyáshoz szükséges minimális átmérő, a szemcseméret, a szemcsesürűség és a szemcsealak geometriájának hatását K. Kurihara, I. Ichikawa íChem. Pharm. Bull., 21, 394 [1973]). Mindezen vizsgálatokat olyan berendezések alkalmazásával végezték el, amelyeknek van változtatható átmérőjű kifolyó nyílással kialakított por'artályuk (általában a változtatás nem a nyílásátmérő adott tartományon belüli tetszőleges változtatásban áll, hanem csak a nyitott-zárt állapot közötti átváltásban függetlenül attól, hogy a nyitászárást egyetlen átmérő-értékre nézve lehetett-e elvégezni, vagy pedig az átbocsátó nyílást tartalmazó szerkezeti elem méretsor szerinti cserélhetősége mellett a mindenkor beiktatott kifolyó nyílás nyitásáról, zárásáról van szó, ezért a továbbiakban a változtatható jelző helyett a nyitható-zárható jelzőt alkalmazzuk), s amelyek segítségével az egy-egy hosszabb intervallumban kifolyt por tömegét határozták meg. A méréseknél alkalmaztak keverővel ellátott ún. „Fiowometer” készüléket, továbbá a nyiróerö mérésére alkalmas műszert is. Mindezen eszközök alkalmazása az ismert módszereknél csak a számbavehető paraméterek egy-egy csoportjának meghatározására és ezen kitüntetett paraméterek közötti empirikus összefüggések meghatározására alkalmasak. Saját korábbi találmányunk (174 116 lsz. magyar szabadalom) kedvező készüléktechnikai feltételeket biztosít arra, hogy szilárd szemcsés anyagok folyási tulajdonságait különböző jellemzők együttes figyelembevételével határozzuk meg és olyan eljárás alkalmazását teszi lehetővé, amely három jellemző közül mindenkor kettőt állandó értéken tartva és a harmadik paramétert független változóként megmérve, a kapott adathalmazból matematikai analízissel a vizsgálat helyszínén meghatározzuk azokat az adatokat, amelyekből kiindulva optimális munkapontban üzemeltethetjük a vizsgált anyagfajták előállítása, illetve feldolgozása során az üzemi folyamatokat. A mondottakból is látható, hogy ez a megoldás is csak korlátozott számú vál‘ozóból kiindulva végzett analízist tesz lehetővé. Feladatul tűztük ki olyan mérőmódszer kidolgozását, amelynél a folyási tulajdonságok változási törvényszerűségeit nem empirikusan kell megközelíteni, hanem a szemcsés porok e tulajdonságait befolyásoló összes fontos paraméter között egyetlen matematikai képlettel lehet kvantitatív összefüggést teremteni. Ebből a célból tovább fejlesztettük saját korábbi találmányunkat és a megfelelően módosított és további építőegységekkel kiegészített berendezéssel új módon meghatározva az analízis kiindulási paramétereiként szolgáló adathalmazt, ehhez igazodva kidolgoztuk azt a matematikai összefüggést is, amely szerint az adatfeldolgozó technika ismert módon kialakítható, de ezen összefüggés szerint összekapcsolandó eszközeivel az adathalmazból közvetlenül előállíthatjuk a folyamat felügyeletére (tényadatok feltárására és folyamatszabályozó jelek előállítására) szolgáló villamos jeleket, amelye5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
