Partikkelikoon karakterisointimenetelmien kehittäminen kalkkimaidosta
Kekäläinen, Juha (2012)
Kekäläinen, Juha
Saimaan ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205249696
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205249696
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia kalkkimaidon partikkelikokojakaumaa saatavilla olevilla partikkelikokoanalysaattoreilla ja verrata menetelmien korrelaatiota ominaispinta-alamäärityksen (BET) kanssa. Tutkimuksessa käytettyjä partikkelikoonmittausmenetelmiä olivat PAMAS-2120-SAS, sedigraf, sentrifugi ja Coulter LS. Esikokeissa tutkittiin sammutuslämpötilan, ultraäänikäsittelyn pituuden ja dispergointiaineen määrän vaikutusta partikkelikokoon.
Koesarjoissa kalkki sammutettiin kolmessa eri lämpötilassa: 60 °C:ssa, 75 °C:ssa ja 90 °C:ssa. Näiden kolmen pisteen kautta piirrettiin käyrä, jota verrattiin ominaispinta-alamäärityksessä saatuun käyrään. Näytteissä olevien partikkeleiden agglomeroitumista pyrittiin ehkäisemään käyttämällä dispergointiainetta ja ultraäänikäsittelyä. Esikokeissa kalkki sammutettiin kahdessa lämpötilassa: 60 °C:ssa ja 90 °C:ssa. Molemmissa lämpötiloissa kalkkimaitonäytteitä hajotettiin ultraäänihauteessa. Ultraäänikäsittelyn pituudet olivat 0 min, 5 min, 10 min ja 30 min. Dispergointiainekokeissa aineen määrää vaihdeltiin niin, että sitä oli ensin 0 %, 2 % ja 5 % sammutuksessa kuluneen kalsiumoksidin massasta. Tämän jälkeen dispergointiaineen määrän vaikutusta tarkasteltiin määrillä 0,2 %, 0,5 % ja 0,7 %.
Esikokeista kävi ilmi, että sammutuslämpötilan nostaminen pienensi partikkelikokoa. Myös ultraäänihajotuksella oli partikkelikokoa pienentävä vaikutus. Kokeissa havaittiin kuitenkin, että jo viiden minuutin käsittelyn jälkeen hajotuksen jatkaminen ei enää pienentänyt partikkelikokoa merkittävästi. Dispergointiainekokeissa havaittiin, ettei dispergointiaineen runsaalla lisäämisellä voida pienentää partikkelikokoa. Päinvastoin, dispergointiaineen suurella lisäämisellä havaittiin olevan agglomeroitumista edistävä vaikutus. Sopivaksi dispergointiaineen määräksi saatiin 0,5 % kuluneen kiintoaineen massasta. Koesarjassa kalkkimaidolle korrelaatio voitiin muodostaa kaikkien partikkelimittausmenetelmien välille.
Koesarjoissa kalkki sammutettiin kolmessa eri lämpötilassa: 60 °C:ssa, 75 °C:ssa ja 90 °C:ssa. Näiden kolmen pisteen kautta piirrettiin käyrä, jota verrattiin ominaispinta-alamäärityksessä saatuun käyrään. Näytteissä olevien partikkeleiden agglomeroitumista pyrittiin ehkäisemään käyttämällä dispergointiainetta ja ultraäänikäsittelyä. Esikokeissa kalkki sammutettiin kahdessa lämpötilassa: 60 °C:ssa ja 90 °C:ssa. Molemmissa lämpötiloissa kalkkimaitonäytteitä hajotettiin ultraäänihauteessa. Ultraäänikäsittelyn pituudet olivat 0 min, 5 min, 10 min ja 30 min. Dispergointiainekokeissa aineen määrää vaihdeltiin niin, että sitä oli ensin 0 %, 2 % ja 5 % sammutuksessa kuluneen kalsiumoksidin massasta. Tämän jälkeen dispergointiaineen määrän vaikutusta tarkasteltiin määrillä 0,2 %, 0,5 % ja 0,7 %.
Esikokeista kävi ilmi, että sammutuslämpötilan nostaminen pienensi partikkelikokoa. Myös ultraäänihajotuksella oli partikkelikokoa pienentävä vaikutus. Kokeissa havaittiin kuitenkin, että jo viiden minuutin käsittelyn jälkeen hajotuksen jatkaminen ei enää pienentänyt partikkelikokoa merkittävästi. Dispergointiainekokeissa havaittiin, ettei dispergointiaineen runsaalla lisäämisellä voida pienentää partikkelikokoa. Päinvastoin, dispergointiaineen suurella lisäämisellä havaittiin olevan agglomeroitumista edistävä vaikutus. Sopivaksi dispergointiaineen määräksi saatiin 0,5 % kuluneen kiintoaineen massasta. Koesarjassa kalkkimaidolle korrelaatio voitiin muodostaa kaikkien partikkelimittausmenetelmien välille.