Ko spēj šī iekārta? Iepazīsti automātisko kalorimetru 6400

Šis ir pirmais raksts sērijā “Ko spēj šī iekārta?”, kurā iepazīstinām ar jaunajām laboratorijas iekārtām, kas iegādātas projekta WoodChemPlus ietvaros. Katrā publikācijā stāstīsim par vienu no tām – kādi ir tās galvenie uzdevumi, pielietojums un ieguvumi zinātnei un industrijai.

Automātiskais kalorimetrs 6400 – precīzs instruments biomasas un jauno materiālu enerģētiskajai analīzei

Iedomājies inteliģentu kafijas automātu, kas pats paņem tasi, iepilda ūdeni, pagatavo dzērienu, izskalo un sagatavo nākamo porciju. Tev atliek tikai nospiest pogu. Tieši tik automatizēts ir Automātiskais kalorimetrs 6400 – tikai tā vietā, lai gatavotu kafiju, tas precīzi mēra, cik daudz siltuma un enerģijas izdalās, kad kāds materiāls tiek pilnībā sadedzināts.
Rezultātā zinātnieki iegūst “enerģijas profilu”, līdzīgu tam, kā baristas iegūst kafijas garšas profilu – precīzu, atkārtojamu un pilnībā kontrolējamu.

Šī iekārta ir pirmais ieguldījums projekta WoodChemPlus (Nr. 1.1.1.2/1/25/I/003) ietvaros un apliecina Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta (LVKĶI) virzību uz modernu, datu vadītu pētniecības infrastruktūru. Automātiskais kalorimetrs 6400 sniedz iespēju ar augstu precizitāti analizēt biomasas un polimēru materiālu enerģētisko potenciālu – datus, kas ir būtiski gan pētniecībai, gan jaunu materiālu un degvielas izstrādei.

Automātiskais kalorimetrs 6400 ir augstas precizitātes instruments sadegšanas siltuma, sēra un hlora satura noteikšanai dažādos organiskos (polimēri, biomasa u.c.) paraugos. Tā iegūtie rezultāti kalpo gan zinātniskajai analīzei, gan tehniski ekonomiskiem izvērtējumiem, savukārt uzņēmumiem, kas strādā ar bioloģiskas izcelsmes izejvielām, līmvielām, pārklājumiem vai kompozītmateriāliem, šī iekārta sniedz iespēju pārbaudīt un validēt savu produktu īpašības balstoties uzticamos datos.

Kāpēc šī iekārta ir nozīmīga industrijai?

Kalorimetrs nodrošina ātru un pilnībā automatizētu sadegšanas testu ciklu, samazinot operatora iesaisti. Tas nozīmē, ka laboratorijas tehniķis var vienlaikus apkalpot līdz četrām iekārtām, un tā ievērojami palielināt produktivitāti.

Iekārtas konstrukcija balstās uz Parr stacionārā degšanas trauka un ūdensvannas tehnoloģiju (Fixed Bomb and Bucket Technology), kas nodrošina augstu automatizācijas līmeni ne tikai datu iegūšanā, bet arī parauga sagatavošanā, mazgāšanā un dzesēšanā. Šī sistēma garantē precīzu, atkārtojamu rezultātu iegūšanu un būtiski pagarina iekārtas kalpošanas laiku, jo degšanas produkti tiek izskaloti uzreiz pēc mērījuma.

Galvenās priekšrocības industrijas testiem

Automātiskais kalorimetrs 6400 ir radīts darbam, kurā precizitāte, atkārtojamība un ātrums kļūst par vienotu ritmu. Paraugs tiek automātiski sagatavots, izmērīts un izskalots – viss process aizņem aptuveni astoņas minūtes, tikmēr pētnieks jau var gatavot nākamo testu. Katrs mērījums ir tikpat precīzs kā iepriekšējais, ar reproducējamības robežu ±0,05 %, nodrošinot uzticamus datus pat vissīkākajām atšķirībām. Iekārta darbojas izoperibola kalorimetriskajā režīmā ar slēgtu ūdens cirkulācijas sistēmu un stabilu temperatūras regulāciju, kas nodrošina vienmērīgu siltuma apmaiņu visā mērījuma laikā. Kalorimetriskais degšanas trauks, izgatavots no nerūsējoša tērauda, kas stabilizēts ar niobiju vai halogēnizturīgā niķeļa sakausējuma Hastelloy G30™, tāpēc iztur arī agresīvus paraugus ar sēru vai hloru, nodrošinot iekārtas ilgmūžību un mērījumu precizitāti. Visa sistēma tiek vadīta ar specializētu programmatūru, kas ļauj reāllaikā vērot mērījumu stabilitāti un kontroles grafikus.

Praktiskais pielietojums

Automātiskais kalorimetrs 6400 paplašina LVKĶI  pētniecības robežas zināšanu ietilpīgās bioekonomikas jomā, nodrošinot iespēju precīzi izzināt materiālu enerģijas potenciālu. Tas ļauj noteikt biomasas un polimēru izcelsmes vielu sadegšanas siltumu un enerģētisko vērtību ar izcili augstu precizitāti, sniedzot uzticamus datus par to efektivitāti un salīdzināmību ar fosilajiem resursiem. Šie mērījumi atklāj, cik daudz siltumenerģijas satur katra šķiedra, piliena vai pulvera daļiņa, pārvēršot to skaitļos, kas palīdz pieņemt stratēģiskus lēmumus par jaunu materiālu un tehnoloģiju attīstību. Sadarbībā ar industrijas partneriem šī iekārta kalpo kā tilts starp laboratoriju un ražošanu. Tās sniegtie dati ir īpaši nozīmīgi enerģētikas un ķīmijas uzņēmumiem, kā arī biomateriālu ražotājiem, kas vēlas balstīt inovācijas zinātniski pamatotā informācijā par savu produktu enerģētisko un vides sniegumu.