快速高白度化学浆抗碱性纤维素含量测定仪及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纤维素含量测定仪及控制方法，尤其涉及快速高白度化学浆抗碱性纤维素含量测定仪及控制方法。
【背景技术】
[0002]高白度漂白化学浆是一种木素含量很低(< 1% w/w)的纸浆，一般是指通过对植物纤维原料(木材或非木材)采用亚硫酸盐法或预水解硫酸盐法制浆后，再经过无元素氯漂白后制得的浆柏。因为其几乎不含木素，碳水化合物含量高，通常用来制备一些高性能纸张，同时也用来制备一些纤维素衍生物(如纤维素酯、纤维素醚等)。在其生产高附加值产品的过程中，原始高白度化学浆的碱溶解度是工业生产的重要技术指标之一。原浆碱溶解度的高低，对人造纤维生产过程中碱处理段纤维素的得率，以及在磺化时所消耗的二硫化碳量起着决定性的作用。因而，开发一种快速且准确测量漂白化学浆中抗碱性纤维素含量的仪器是及时实施漂白化学浆产品质量监督的重要前提。目前，普遍使用的测定化学浆中抗碱性纤维素含量(用RlO和R18表示)的方法仍然是传统的滴定法(TAPPI—429)和重量法(GBT 744-2004)，这些测定方法不仅步骤繁琐耗时，而且测定结果受到滴定终点判断、实验操作熟练程度和操作顺序等人为因素的影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种分析结果准确度高，且操作简便的快速高白度化学浆抗碱性纤维素含量测定仪及控制方法。通过分光光度测定法，利用乙醇析出碱溶性纤维素/半纤维素的原理，使其在乙醇水溶液中产生浊度，然后利用光谱分析技术结合多维统计学算法预测出浆中抗碱性纤维素的含量。
[0004]本发明通过下述技术方案实现:
[0005]快速高白度化学浆抗碱性纤维素含量测定仪，包括反应池V、与反应池相通的一个第一加液单元R1、过滤网M、承载反应池的第一磁力搅拌器Al，吸取碱液到反应池中的第一蠕动计量泵Pl ;还包括比色皿C、与比色皿相通的第二加液单元R2、承载比色皿的第二磁力搅拌器A2，吸取反应池中的液体到比色皿中的第二蠕动计量泵P2，吸取乙醇到比色皿中的第三蠕动计量泵P3 ;以及第一磁力搅拌转子BI和第二磁力搅拌转子B2废液池W、第一阀门vl、第二阀门v2、光源L、光电转换装置D、数据显示及处理装置S ;
[0006]所述测定仪中的第一磁力搅拌转子BI和第二磁力搅拌转子B2分别置于反应池V和比色皿C内；所述滤网M置于反应池V上端，并保持反应器V中液面不没过滤网M。
[0007]所述测定仪中的比色皿C为流动三通道比色皿，其中比色皿C的上端两个连接口通过液体流通管分别于反应池V中的过滤网M内壁和盛有质量分数为95%乙醇的第一加液单元Rl和第二加液单元R2相连；下端接口通过液体流通管和废液池W相连，并由第一阀门vl实现开合控制；
[0008]所述测定仪中的反应池C底部有一连接口与废液池W相连，并由第二阀门v2实现开合控制；
[0009]所述光源L发出的光通过光纤传导，经比色皿C，由光电转换装置D接受，经放大、转换后输送给单片机、单片机对数据进行处理并将其显示在数据显示及处理装置S上。
[0010]所述过滤网M由抗碱性材料制成，孔径为40至80目。
[0011]所述光源L的波长为400nm?800nm，比如卤钨灯，发光二极管均可，所述的光电转换装置D将光信号转变为电信号，并可对其放大、模数转换，然后输出给单片机，光电转换装置D可使用光电池部件、全光纤三节补偿网络装置或光谱仪，所述的数据显示及处理装置S，能显示、记录、处理以及保存数据；
[0012]所述测定仪还包括电路控制模板，采用单片机作为中央处理器；通过电路控制模板的控制电路与第一加液单元R1、第二加液单元R2、第一磁力搅拌器Al、第二磁力搅拌器A2、第一蠕动计量泵P1、第二蠕动计量泵P2、第三蠕动计量泵P3、第一阀门V1、第二阀门V2、光源L、光电转换装置D、数据显示装置S电连接。
[0013]上述快速高白度化学浆抗碱性纤维素含量测定仪的控制方法，包括以下步骤:
[0014]S1.将反应池V洗净后，装入蒸馏水后，通过单片机启动第二蠕动计量泵P2并开始计时，将反应池V中的蒸馏水吸取至比色皿C中；
[0015]S2.开启第二蠕动计量泵P2nl秒后，比色皿C中刚好充满蒸馏水，此时结束计时，单片机收到结束计时反馈信号后，开启第一阀门vl并开始计时，将比色皿C中液体排入到废液池W中；
[0016]S3.开启第一阀门vln2秒后，结束计时，单片机收到结束计时反馈信号后，关闭第二婦动计量泵P2，并开始计时；
[0017]S4.关闭第二蠕动计量泵P2n3秒后，管道中蒸馏水正好排净，此时单片机收到结束计时反馈信号，开启关闭第一阀门vl响应；
[0018]S5.第二阀门v2关闭后，单片机收到第二阀门v2关闭信号，同时单片机上清洗结束指示灯亮，结束清洗操作；
[0019]S6.清洗结束指示灯亮后，按下扣空白按钮，单片机收到扣空白信号后，启动第一蠕动计量泵Pl从碱液加液部件Rl中吸取质量分数为10%或18%的碱液到反应池V中；
[0020]S7.注入碱液后，第一蠕动计量泵Pl自动关闭，停止加液操作，并反馈给单片机，然后单片机启动第二蠕动计量泵P2 ；
[0021]S8.第二蠕动计量泵P2开启后，吸取反应池V内滤网M中的碱液到比色皿C中，然后第二蠕动计量泵P2自动关闭，停止加液操作，并将信号反馈给单片机，然后单片机启动第三蠕动计量泵P3 ；
[0022]S9.第三蠕动计量泵P3开启后，吸取第二加液单元R2中的95%乙醇水溶液到比色皿C中，然后第三蠕动计量泵P3自动关闭，停止加液操作，并将信号反馈给单片机，单片机开始计时，n4秒后自动读取光谱信号ABlank;
[0023]S10.单片机读取数据后自动开始分析，比较所读取的光谱信号ABlank与所设定空白光谱信号的上限值ABlank_Max的大小，分析若ABlank< ABlank_Max，则显示ABlank数据在单片机上，问时扣空白指不灯壳，以不扣空白完毕；右ABlank〉ABlank_Max，则手取下反应池洗净后，装入洁净的蒸馏水，重新开始新一轮的清洗操作；
[0024]Sll.扣空白指示灯亮后，手取浆样至反应池V中，点击单品机上开始测定按钮，输入开始测定信号到单片机中，单片机自收到信号后启动第一蠕动计量泵Pl ;
[0025]S12.第一蠕动计量泵Pl开启后，吸取第一加液单元Rl中质量分数为10%或18%的碱液到反应池V中；
[0026]S13.注入碱液后，第一蠕动计量泵Pl自动关闭，停止加液操作，并反馈给单片机，然后单片机启动第一磁力搅拌器Al ;
[0027]S14.第一磁力搅拌器Al开启后，第一磁力搅拌转子BI开始转动，并将启动完毕的信号反馈给单片机，单片机至收到信号开始计时，n5秒后结束计时，并将结束计时的信号反馈给单片机，单片机收到反馈信号后，启动第二蠕动计量泵P2;
[0028]S15.第二蠕动计量泵P2开启后，吸取反应池V内滤网M中的反应液到比色皿C中，取液结束后，蠕动计量泵P2自动关闭，停止加液操作，并将信号反馈给单片机，然后单片机启动第三蠕动计量泵P3 ；
[0029]S16.第三蠕动计量泵P3开启成功后，吸取一定量第二加液单元R2中的95%乙醇水溶液到比色皿C中，然后第三蠕动计量泵P3自动关闭，停止加液操作，并将信号反馈给单片机，单片机开始计时，n6秒后自动读取光谱信号AAnalysis;
[0030]S17.单片机收到光谱信号AAnalysis后，启动统计学预测模型数据库，并自动将所测得光谱信号AAnalysis输入到预测模型数据库中，得出样品中抗碱性纤维素含量并显示数据在单片机上，同时单片机上的测试完成指示灯亮；
[0031]S18.测试结束后，取下反应池V，洗净后装入蒸馏水，摁下单片机上的清洗按钮，开始清洗操作；
[0032]S19.待清洗结束指示灯亮后，结束实验。
[0033]本发明可大大的缩短了测试时间预处理时间和光谱测定时间之和约35min，