Refraktometrin prisman likaantuminen

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Voipio, Ville
dc.contributor.advisor Turunen, Markus
dc.contributor.author Mäntyvaara, Tanja
dc.date.accessioned 2012-07-02T08:45:00Z
dc.date.available 2012-07-02T08:45:00Z
dc.date.issued 2011
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/3785
dc.description.abstract Tässä työssä tutkittiin prosessiteollisuudessa käytettävän optisen mittalaitteen, refraktometrin, prisman likaantumista. Refraktometri mittaa prosessinesteen liuenneiden aineiden pitoisuutta määrittämällä prismaan kontaktissa olevan nesteen taitekerrointa. Prisman likaantuminen laskee mittausluotettavuutta. Työssä pyrittiin tunnistamaan mahdollisia pintojen likaantumismekanismeja sekä likaantumiseen vaikuttavia tekijöitä kirjallisuusselvityksen perusteella. Työssä selvitettiin kokeiden avulla likaantumisen vaikutusta refraktomerin suorituskykyyn ja mittaustuloksiin sekä pyrittiin löytämään toistettavia likaannuttamistapoja. Saatujen tulosten avulla pyrittiin löytämään tapoja vähentää prisman likaantumista. Yleisimmät prisman likaantumismekanismit ovat kolloidinen ja kiteytyvä likaantuminen. Kolloidisten aineiden aiheuttamaa likaantumista pyrittiin selvittämään maitojen, kerman, maitojauheen, kvartsihiukkasten sekä hiilisuspension avulla. Kiteytyvää prisman likaantumista tutkittiin kaliumnitraatin ja sakkaroosin avulla. Kolloidien aiheuttamassa likaantumisessa keskeisessä asemassa ovat likaavien partikkelien ja prisman pinnan pintavaraukset, prosessinesteen ionivahvuus, pH, virtausolosuhteet, kolloidisen aineen viskoelastisuus sekä likaavan aineen ja pinnan väliset adheesio- ja koheesiovoimat sekä pintaenergia. Kiteytyvään prisman likaantumiseen vaikuttavat muun muassa lämpötila, pitoisuudet, virtausolosuhteet sekä itse likaava aine. Pääsääntöisesti prisman likaantuminen voitiin tunnistaa joko optisesta kuvasta tai muista mittaustuloksista. Työssä käytettävä koejärjestely osoittautui hyväksi prisman likaannuttamistavaksi etenkin kiteytyvien aineiden sekä muutaman kolloidisen aineen kohdalla. Näitä likaannuttamistapoja tullaan tulevaisuudessa käyttämään tutkimuksissa prisman puhtaanapysymisen edistämisessä. fi
dc.description.abstract This thesis seeks to find a better understanding of how a prism of an optical measuring device, a refractometer, gets fouled. A refractometer measures the concentration of dissolved solids in a process liquid by determining the refractive index of the liquid in contact with the prism. Prism fouling deteriorates the reliability of the measurement. One aim of this work was to do a literature review to recognize possible surface fouling mechanisms and factors contributing to the fouling. Experiments were performed to investigate the influence of fouling on the refractometer optical performance and measurement results and also to find repeatable fouling methods for laboratory use. The results from this work were used to find plausible ways to reduce prism fouling. The most common prism fouling mechanisms are colloidal fouling and scaling (crystallization). The colloidal fouling mechanism was studied by using milks, cream, milk powder, quartz powders and carbon nanotubes. The scaling was, in turn, studied with potassium nitrate and sucrose. Factors influencing colloidal fouling are surface charges of the fouling particles and the surface, an ionic strength of the process liquid, pH, flow conditions, viscoelasticity of the colloidal substance, adhesion and cohesion forces between the fouling substance and the surface and also a surface energy. Factors influencing crystallization are among other things temperature, concentrations, flow conditions and also the fouling material itself. As a result, the prism fouling could be recognized in most cases either from the refractometer optical image or other measurement results. The experimental setup proved to provide a practical way of producing repeatable scaling and colloidal fouling with certain colloids. In the future these methods will be used to carry out further research on prism fouling prevention. en
dc.format.extent [7] + 80
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso fi en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.title Refraktometrin prisman likaantuminen fi
dc.title The fouling of the refractometer prism en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.department Elektroniikan laitos fi
dc.subject.keyword fouling en
dc.subject.keyword prism en
dc.subject.keyword colloid en
dc.subject.keyword crystallization en
dc.subject.keyword refractometer en
dc.subject.keyword elecrical double layer en
dc.subject.keyword agglomeration en
dc.subject.keyword deposition en
dc.subject.keyword likaantuminen fi
dc.subject.keyword prisma fi
dc.subject.keyword kolloidi fi
dc.subject.keyword kiteytyminen fi
dc.subject.keyword refraktometri fi
dc.subject.keyword sähköinen kaksoiskerros fi
dc.subject.keyword agglomeroituminen fi
dc.subject.keyword kerrostuminen fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201207022751
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Elektroniikan valmistustekniikka fi
dc.programme.mcode S-113
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Paulasto-Kröckel, Mervi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account