基本信息
- 项目名称：
- 新型绿色测氮装置的设计与制作
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 目前氮的测定方法很多，大部分采用传统凯氏定氮装置进行测定，针对凯氏定氮装置在测定氮时，所用时间较长、操作较复杂、占用空间大等问题，我们发明了一套新型绿色测氮装置，它采用直接加热，将蒸馏、吸收、滴定三部分集为一体，缩短了时间、操作简便、结构简单、占用空间小、装置成本低、提高了实验安全性。经过实验证明，该装置完全可以满足常量定氮分析的要求，可进行推广使用。
- 详细介绍：
- 发明的新型绿色测氮装置，具有测定时间短、操作简单、占用空间小、结构简单、装置成本低、提高了实验安全性等特点。由凯氏定氮装置测定的40分钟缩短了20分钟；省掉了搭、拆装置，简化了测定步骤；采用直接加热，将蒸馏、吸收、滴定三部分集为一体，节约了空间；将凯氏定氮装置费用500多元/套降低为300多元/套；装置彻底放弃了硫酸，提高了安全性，实现了绿色环保。 装置紧凑、简易、小巧。建立的与之相配套的测定方法中，采用了乙醇-丙三醇作为氨气生成的夹带剂和缓释剂，保证氨气能较好吸收。与凯氏定氮装置相比更为安全、环保、绿色，加工制造成本低。 通过精密度试验、重复性实验、加标回收率实验以及与凯氏定氮装置进行应用实例分析对比，实验证明：达到了常量分析的精度要求，可用于食品、药品、化肥、饲料等行业中氮含量的测定，具有较高的实用价值。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的、基本思路： 主要考虑凯氏定氮装置进行氮测定，使用硫酸对操作者的安全存在隐患，对环境造成污染，并且所用时间较长、操作较繁琐、结构复杂、占用空间大，认识到这些问题，我们主要在氮测定的安全、环保、快速、简单获得了突破，创新研制开发出了新型绿色测氮装置。 创新点： 1、该装置彻底放弃了硫酸，提高了安全性，实现了绿色环保； 2、设计制作了紧凑简易小巧的整体装置； 3、本装置采用直接加热，实现了节能、快速、高效； 4、使用乙醇-丙三醇作为氨气生成的夹带剂和缓释剂，保证氨气能够被吸收液完全吸收。 技术关键： 1、所设计装置整体结构严谨、小巧实用，操作简便、安全的测氮装置，并能在现有技术上外协加工； 2、蒸馏时倒吸现象的解决； 3、实现蒸馏液和吸收液同时搅拌、吸收； 4、蒸馏时使用创新的氨气夹带剂和缓释剂，控制反应速率； 5、设计简单实用的判断氨气吸收完全的方法。 主要技术指标： 1、精密度实验:RSD为0.572 %(n=5)； 2、重复性实验:RSD在1.00%以下; 3、平均回收率:97.59%,RSD为1.42%。
科学性、先进性
- 科学性： 申请项目前，事先进行了很好的构思和讨论分析，整个项目进展过程都紧遵循“理论指导实践”这一科学的严谨态度。针对新型测氮装置反复试验，达到预期的效果。 先进性： 实践证明：所设计的装置小巧实用、操作简便、安全，同时绿色安全，与现有凯氏定氮仪相比整体结构更严谨。此外我们就如何控制反应速率以及如何让产生的氨气吸收更彻底等方面进行了比较好的创新，该装置在国内外未见的报道。装置已报了专利（专利申请号：201120091168.X）。
获奖情况及鉴定结果
- 1、参加学校第四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛活动获特等奖； 2、作品参加首届自治区大学生创新论坛获得优秀奖； 3、参加第九届中国•海峡项目成果交易会暨第五届中国青少年科技创新馆青少年科技创新活动。
作品所处阶段
- 基本完成
技术转让方式
- 专利技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示、视频
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 将待测样进行前期消化处理后装入装置下部的制氨气室中，然后在中部氨气吸收室里装入一定量的硼酸吸收液，在磁力加热搅拌器的作用下两个转子同步地旋转，由制氨气室中产生氨气，氨气产生以后经过蘑菇状结构进入氨气吸收室被硼酸液吸收，待完全吸收后，打开上部的缓冲夹子与大气相通，然后由瓶口设置的酸式滴定管进行滴定，通过简单的换算关系即可计算出待测样品中氮的含量。 技术特点和优势： 新型测氮装置与传统凯氏定氮装置相比，整体结构严谨，小巧实用、操作简便、快速、安全、经济。 适应范围： 可广泛应用于科研、教学、卫生防疫监督、食品加工及产品质量检测和部分产品的分离纯化等领域。 推广前景： 本装置生产成本低、工艺简单、投资少，推广前景广阔。 市场分析和经济效益预测： 新型氮含量测定装置广泛应用于对饲料、药品、食品监督检测相对于凯氏定氮装置具有安全、快速、操作简便等优势，具有广阔的市场前景。推广使用后具有非常良好的社会、经济效益。
同类课题研究水平概述
- 国内测氮装置和方法改进研究的概述 目前，在定量测定氮（包括含氮有机物蛋白质，铵态无机盐类等）含量时，世界各国依然把19世纪丹麦化学家kieldahl发明的凯氏法作为法定标准或推荐检验方法，我国GB 5009.5-1995和GB 5009.5-2010分别将凯氏法和改进的半（微）量法录入《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中。经典的凯氏蒸馏法虽有较高的准确度和可靠性，但该法操作繁琐不便，装置不是很紧凑等一些缺点，因而对它的改进也一直不断。特别是近年来一些食品安全事件的不断发生，越发显示出人们对高效，环保，快捷的测定氮含量方法的迫切需要。 凯氏定氮法是在科研、教学、卫生防疫监督、食品加工及产品质量检测和部分产品的分离纯化等中不可缺少的经典测定方法，在教学、科研和生产实践中有着极为广泛的应用。目前，普遍采用的凯氏定氮装置由水蒸气发生瓶、反应器、冷凝管和接收瓶4 个部分组成，安装不便、操作繁琐、占用空间大，结构复杂、不宜加工制作，价格较为昂贵。 因此许多学者不停地对测氮装置做过不同程度方面的改进，例如像武丽艳等人就有过对测氮装置进行改进，但还是存在不同程度的不足之处。
