カーボライト・ゲロの灰化炉は、実験室炉の最も一般的な用途の一つをカバーしています。可燃性試料を加熱し、その灰分を分析することです。すべての要求に対応できる単一のソリューションはないため、灰化および燃焼の用途に合わせた様々な炉が用意されています。
灰化とは、空気中で加熱することにより、試料中の有機物をすべて除去することです。このプロセスの目的は、残留物質（灰）の質量を確認することであったり、XRF（蛍光X線）や質量分析による無機成分の特性評価、あるいは灰溶融性などの試験のための試料調製の中間段階であったりする。
調製された試料は、空気中で酸素と反応して燃焼するまで加熱されます。試料中の有機化合物はその後酸化され、残留する灰は無機不燃性化合物から構成されます。
一部の試験は、ISO、EN、ASTMなどの国際規格で定義されており、使用するプロセスや機器はこれに準拠していなければなりません。また、着火損失（LOI）のように特定の目的を持ったプロセスもあります。これは、灰化の前後にサンプルの重量を測定し、加熱による質量の減少を判断することを要求しています。また、天秤を内蔵した炉を使用すれば、加熱プロセス中にサンプルを連続的に計量して、サンプルの質量減少率を記録し、完全燃焼を判定することも可能です。
この工程を行うには、専用の灰化炉が最も適切な装置となります。Carbolite Geroは、汎用灰化炉と特定の石炭およびコークス試験規格に適合するように設計された灰化炉のシリーズを製造しています。
一般的にアッシング炉は、サンプルの燃焼を助け、処理中に発生する煙を除去するために、チャンバー内に高いレベルの空気の流れを促進するように設計されています。
空気は炉の断熱材を通過し、チャンバーに入る前に予熱されるため、処理中に不用意に温度が下がるリスクを低減します。また、気流を大きくすることで、チャンバー内の煙や揮発性物質を排気口へ運びます。
オプションのアフターバーナーや熱触媒酸化器を排気に取り付けることで、周囲の大気への排出をさらに減らすことができます。
商品動画: 灰化炉 AAF-BAL
試料から発生する排気ガスや揮発性物質が発熱体を損傷する恐れがあるため、灰化炉には炭化ケイ素（SiC）製の保護タイルが炉内に設置され、試料と発熱体の間にバリアが設けられていることが多い。
小型の機種では、セラミックマッフルの外側に発熱体が巻き付けられており、その中に試料が入れられます。マッフルは、プロセスで発生する煙や揮発性物質を閉じ込め、発熱体を汚染から保護します。
アルミナやシリカの粉塵が試験結果を汚染したり、試料と反応して腐食性の蒸気を発生させるような試験やプロセスでは、炉とプロセスの両方を保護するために石英チャンバーが必要な場合があります。
食品業界や製薬業界では、品質管理の一環として、製品に含まれる無機物や難消化性物質の量を測定するために、製品を灰化することがあります。また、必要に応じて試料を粉砕し、表面積を大きくして、加熱前に他の化合物と混合することも可能です。
石油化学業界では、製品の組成が天然由来のものと異なるため、炭化水素原料を灰化し、金属やその他の無機化学物質の含有量を測定することが多い。特定の金属や鉱物は、精製装置や後の工程にダメージを与える可能性があるため、これは重要なことです。
次の例は、アフターバーナーを取り付けた灰化炉内の試料重量とチャンバー温度の変化を示しています。
ABF灰化炉を示す断面図。空気は炉の後部にある吸気口から吸い込まれ、断熱材を通り、チャンバーに入る前に予熱されます。煙と揮発分はアフターバーナーに排出され、さらに燃焼を促進するために空気が入ります。ファンによって煙と新鮮な空気はプレナムで混合され、排気口から排出されます。
灰化炉で灰化される試料は、食品、土壌や泥炭、プラスチック容器、ゴム、動物飼料/穀物、羊毛や天然繊維、紙、小麦粉、医薬品、植物油、塗料、ポリエステルやガラス繊維、ゼラチン、下水汚泥、木材、試験焼成セラミックス、ミネラル含有量を調べるための土壌、炭酸カルシウム含有量のための可塑化PVCなどです。
その他、灰化炉を使用するプロセス。
硫化灰の定量
使用済み触媒中のコークスや硫黄の燃焼測定
点火損失測定
残留する塩化水銀の燃焼
紙中のフィラー含有量測定
ヒュームドシリカグリースのサンプルからの煤の除去
ICPトーチの洗浄
排水中の揮発性浮遊物質分析
石炭試料の灰分測定
フロンガス試験片の樹脂焼付け除去
カーボライトGeroの製品およびサービスは、娘会社および十分に訓練された販売代理店のグローバルネットワークを通じて入手可能です。私たちのスタッフは、お客様のどのようなお問い合わせにも喜んで対応させていただきます。
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灰化炉は、材料を厳密に制御された温度で燃焼させるために設計されたチャンバー炉です。空気は高い煙突からチャンバー内に吸い込まれ、断熱層の間を通るように強制されるため、チャンバー内に入る前に予熱されます。これにより、空気の流入口付近の試料が気流で冷やされることがない。また、エレメントを侵す副生成物は、灰化炉の外に排出されます。
灰化炉は、食品、プラスチック、石炭などの炭化水素系材料の試験に多く使用されています。灰化試験は、ISO 1171:2010やASTM D3174-12などの標準試験法に定義されている場合があります。
標準的な実験室炉と灰化炉の違いは、主に燃焼を促進するための予熱された空気の供給です。灰化炉は、材料の燃焼とそれに続く灰化を促進するために空気流量を増加させる特別な設計になっています。
