Kalorymetry - praktyczne zastosowanie

Powszechnie przyjmuje się, że kalorymetry są urządzeniami laboratoryjnym przeznaczonymi głównie do wyznaczania ciepła spalania oraz do obliczania wartości opałowej różnych substancji stałych, płynnych i mieszanych. Jest to mit, gdyż są to urządzenia laboratoryjne o wiele bardziej uniwersalne, pozwalające nie tylko na uzyskiwanie informacji o własnościach fizykochemicznych badanych substancji, ale na kreatywne wykorzystanie tej wiedzy w zastosowaniach przemysłowych, nie wspominając o możliwości prowadzenia różnych nowatorskich badań w uczelniach i instytutach naukowych oraz badawczych. Bomba kalorymetryczna wykorzystywana w kalorymetrze pozwala na prowadzenie różnorodnych badań w warunkach wyższego ciśnienia i to w atmosferze różnych gazów typu: tlen, azot, argon, wodór itp. lub w powietrzu. Dzięki analizie temperaturowej może być określana również zmiana własności badanych substancji pod wpływem nie tylko spalania, ale zjawisk fizykochemicznych o różnym podłożu, nawet biologicznym.

Poniżej podano wybrane przykłady i możliwości zastosowana kalorymetrów.

  • Dla substancji stałych.
    Kalorymetr tradycyjnie może być i jest głównie wykorzystywany do spalania paliw kopalnych typu: węgiel kamienny, węgiel brunatny i torf, bez względu na ich stopień zanieczyszczenia itp., a także do przetworzonych postaci węgla, czyli przyjmujących postać np.: brykietu, koksu itp. Wśród innych substancji stałych, jakie mogą być poddane badaniu w kalorymetrze są: drewno i jego przetwory (np. połączenia fizyczne lub chemiczne drewna z innymi palnymi lub niepalnymi materiałami), węgiel drzewny, także biomasy w różnej postaci (np. występujące jako: granulaty, pellety, brykiety itp.), różne materiały o charakterze wybuchowym, materiały syntetyczne (tworzywa sztuczne), smoły i lepiki o charakterze stałym, materiały bitumiczne (np. asfalty), odpadowe (tzw. „śmieciowe”), a także produkty mające odznaczać się maksymalną niepalnością lub wręcz pochłanianiem energii spalania. Wśród takich produktów można szczególnie wymienić materiały budowlane i techniczne typu: izolacje, materiały stosowane jako elementy stropowe oraz ściankowe, smary, masy uszczelniające, różnego rodzaju kleje stałe, a nawet materiały kosmetyczne przeznaczone dla ludzi itp. Do badanych w kalorymetrze substancji stałych należą również produkty paszowe i żywnościowe, lekarstwa, używki i konserwanty, których badana jest tzw. kaloryczność, czyli parametr jak najbardziej podstawowy i oczywisty w kalorymetrii.
     
  • Substancje płynne i półpłynne.
    Wśród substancji płynnych i półpłynnych (tzw. mazistych) badanych w kalorymetrach można m.in. wymienić: mazut, olej opałowy i napędowy, benzynę i naftę w różnej postaci, a nawet paliwo lotnicze, a także inne produkty węglowodorowe, wszelkiego rodzaju biopaliwa (niezależnie od tego czy są pochodzenia organicznego, czy mineralnego), płynne przetwory syntetyczne (organiczne i nieorganiczne), płyny będące odpadem z różnych procesów technologicznych lub będące pozostałością po zużyciu eksploatacyjnym, ciecze wybuchowe, najróżniejsze produkty syntetyczne w stanie płynnym itp. Analogicznie jak w przypadku substancji stałych, w kalorymetrach mogą być badane płynne produkty kosmetyczne, płyny które powinny odznaczać się niepalnością lub wręcz zdolnością do pochłaniania energii spalania, jak np.: farby, lakiery, płynne kleje, impregnaty, oleje eksploatacyjne, smoły i lepiki w formie płynnej lub półpłynnej, niezależnie od ich składu i przeznaczenia. Kalorymetry umożliwiają także określenie kaloryczności substancji będących w postaci cieczy takich jak: składniki paszowe i żywnościowe, leki, używki, konserwanty, płyny pełniące rolę tzw. wypełniaczy itp.
     
  • Substancje mieszane.
    Wśród badanych w kalorymetrach substancji mieszanych mogą być poddawane próbom spalania różne połączenia (mniej lub bardziej trwałe) wymienionych wcześniej substancji stałych i płynnych, tworzące mieszaniny w postaci: najrozmaitszych zawiesin, konglomeratów, emulsji (w tym piany i żele), substancji koloidalnych (w tym zole, suspensje itp.). Ich przeznaczenie może być bardzo różnorodne tj. m.in. również identyczne lub podobne jak to podano dla substancji stałych, płynnych i półpłynnych.
     
  • Zastosowania specjalne i nietypowe.
    Kalorymetry mają również bardzo różnorodne i inne dodatkowe zastosowanie, niekoniecznie związane ze spalaniem różnych substancji i wyznaczaniem ich ciepła spalania. Urządzenia te wykorzystywane są do badania zjawisk termicznych zachodzących podczas różnych reakcji endo- i egzotermicznych. Badane są różne zjawiska fizykochemiczne, które mają charakter oczekiwany lub niepożądany. Takie zastosowanie występuje w badaniach technologii przemysłowych, lecz przede wszystkim w uczelniach lub w instytutach naukowych, a także w ośrodkach badawczo-rozwojowych. W nowoczesnych i rozwojowych firmach, które prowadzą własne badania dotyczące nie tylko najnowszych technologii materiałowych, ale również zajmują się badaniem i oceną zachowania gotowych, często złożonych technicznie produktów, nieodzownym w wykorzystaniu przyrządem okazuje się kalorymetr. Badane termicznie zjawiska fizykochemiczne mogą być skutkiem np. zastosowania podwyższonego lub obniżonego (nawet znacznie) ciśnienia. Mogą być rezultatem sprężania lub rozprężania różnych płynów i gazów lub też mogą być rezultatem zachodzących zmian termicznych w wyniku rozpuszczania lub uwalniania gazów w jakimś badanym płynie, a także mogą być wynikiem działania przepływu prądu itp. W kalorymetrach prowadzi się badania się termiczne zachodzących reakcji chemicznych pomiędzy różnymi substancjami, uwalniania się lub pochłaniania ciepła w wyniku np.: hydrolizy, poddania działaniu napięcia i wspomnianego wcześniej przepływu prądu, efektu cieplnego wywołanego namnażaniem się flory bakteryjnej lub podczas jej chemicznego lub biologicznego eliminowania, czyli prowadzi się np. badania skuteczności działania antybiotyków. Jest jeszcze wiele innych obszarów wykorzystania kalorymetrów, które są najczęściej indywidualnie zdefiniowane przez ich użytkowników, a wynikają z zaistniałych, nieraz z całkowicie nietypowych, sytuacji.

    Przykładem może być użycie kalorymetrów do badania wydzielania ciepła z akumulatorów litowo-jonowych podczas procesu ich ładowania i rozładowywania, co ma zapewnić bezpieczeństwo ich użytkowania poprzez zaprojektowanie odpowiedniej zautomatyzowanej ładowarki eliminującej lub ograniczającej zjawisko intensywnego wydzielania ciepła, co ma zapewnić niedopuszczenie do osiągnięcia temperatury krytycznej, grożącej nawet wybuchem akumulatora. Innym przykładem może być badanie szybkości hydrolizy wapna i cementu podczas przygotowywania zaprawy murarskiej, a jeszcze innym może być badanie skuteczności działania antybiotyków których celem jest niszczenie niepożądanej flory bakteryjnej zawartej w urynie chorych zwierząt i ludzi.

Podane informacje, tylko w bardzo ogólnej postaci przedstawiają jak rozległą dziedziną termodynamiki jest kalorymetria.

Nasza firma, jako doświadczony i wieloletni producent urządzenia laboratoryjnego o nazwie ogólnej kalorymetr, jest całkowicie otwarta na nowe pomysły i algorytmy wykorzystania kalorymetru nawet, jeśli z pozoru wydają się być niedorzeczne i abstrakcyjne. Nie stanowi też dla nas problemu indywidualne, tj. wg potrzeb, przystosowanie i zaadoptowanie samej bomby kalorymetrycznej lub termostatu do nietypowego ich wykorzystania. Jesteśmy otwarci na każdą formę współpracy i nawet na najbardziej odbiegające od dotychczasowych standardów pomysły. Mamy potencjał mechaniczny, elektroniczny i informatyczny, a co najważniejsze dość duże doświadczenie.

Zapraszamy do współpracy.