JPH06292885A - 連続マイクロ波消化プロセス - Google Patents

連続マイクロ波消化プロセス

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JPH06292885A
JPH06292885A JP5335427A JP33542793A JPH06292885A JP H06292885 A JPH06292885 A JP H06292885A JP 5335427 A JP5335427 A JP 5335427A JP 33542793 A JP33542793 A JP 33542793A JP H06292885 A JPH06292885 A JP H06292885A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来のマイクロ波消化プロセスを自動化する。 【構成】プロセス中の材料及びキャリア液の状態をキャ
パシタンス法で検知し、その結果により消化する材料連
続投入を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波消化プロセ
ス(digestion process )及びそのようなプロセスを行
うための装置に関する。特に、それは次の分析及び他の
化学処理のためにそれを適するようにするものであり、
マイクロ波によって消化液中でそのような材料のスラッ
グ(slug)をマイクロ波加熱して行われる制御された材
料の連続消化に関する。このスラッグは、マイクロ波加
熱を受けてスラッグを加熱して材料の消化を促進する管
を通って連続的に流れるキャリア中にある。またこの連
続消化は、その流れに物理的に接触することなしに、誘
電率またはそれの組合せ等価誘電率またはそのような誘
電率に関連した特性、のような流れの特性、或いはその
変化を検知し、且つそのような検知された特性に関連し
た信号を発信或いは修正する検知手段と、この検知手段
によって制御手段に送られる信号に応答して処理を制御
するこの制御手段との組合せによって制御される。本発
明は、米国特許第 5,215,715号明細書(S.N.07/727,88
5)に基づいたもののような手動のマイクロ波の消化プ
ロセス及び装置を自動制御処理及び装置へ変換するため
の方法にも関する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第 5,215,715号明細書では、そ
の化学的分析に適するようにするために消化される材料
は、マイクロ波放射領域の細長いコイル状の管内の前記
領域を通ってキャリア液で搬送される消化液のスラッグ
で継続的に消化される処理が記されている。消化される
材料は、スラッグのマイクロ波領域通過の間に加熱され
る液体のような消化液内で消化される。この特許に記さ
れる装置及び方法に於て、マイクロ波加熱中のガスの発
生は、最終的に細かく分割された状態になる消化される
材料を消化液と混合するのを助け、消化を促進するが、
このシステムができる前は、消化が完了した後で、その
ようなガスは冷却装置と逆圧調整装置との組合わせの作
動によって凝縮される。そしてできた液体は、原子吸光
スペクトロメータ或いは他の適切な分析手段によって行
われることができる分析へ送られる。この特許に記され
た装置は、(粉末状態の消化される材料を消化液と混合
するための)混合手段と、(混合されたサンプルと消化
液とのスラッグをキャリアのストリームへ投入するため
の)投入手段と、逆圧印加手段と、フィルタ手段と、逆
流手段と、冷却手段とを、そのような手段の必要な運転
を行うための適切なバルブ、ポンプ、及びラインを伴っ
て、具備している。しかし、この特許の装置及びプロセ
スは、記述されたシステムの作業を自動的に制御するた
めの何等の手段も具備或いは使用しておらず、自動的な
作業はこの特許によって教示されていない(しかしそれ
はここで記述された本発明の範囲内であると考えられ
る。)この特許の発明は117アナリスト(Analyst)
(1992年2月)の117乃至120ページでも公開
された論文に於てこの発明者によって記された。この特
許及び論文は、参考としてここに含まれる。この発明に
関連し得る現在の発明者に公知である唯一の他の従来の
技術は、キャパシタンスの方法及び装置による流れの測
定及び制御に関連した論文である。その論文は、水及び
廃棄物の処理(Water an d Waste Treatment )(197
8年10月)の55、57、及び59ページと、プロモ
フルイド(PROMOFLUID)のNo.30(1975年4
月)の95乃至97ページ(BHRA要約書 No.
2.122FP12)に於ける液圧回路及び装置の制御
及び測定Control and Measurement in Hydraulic Cir
cuits and Equi pment )という標題の論文の第2部とに
ある。述べられた技術の精髄の何れも、伝導性の“プレ
ート”間或いは同等物間の誘電体として流れている液体
と非伝導性の配管とからできている1つのキャパシタ或
いは複数のキャパシタを利用して、連続的マイクロ波の
消化システム或いはプロセスに於けるそれの色々な作動
及びシーケンスを制御する制御装置に伝達される信号を
発生する本発明を説明もせず、また明確にもしていな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明によると、消化
される材料が、連続的に流れるストリーム中でキャリア
液によって運ばれる消化液のスラッグで、マイクロ波の
放射を受けてスラッグを加熱し消化液による材料の消化
を促進する領域を通っている配管を通って流される連続
マイクロ波消化プロセスを制御するための方法は、その
ような流れているストリームの配管の或る位置で、前記
加熱中に発生した如何なるガスも含み得る構成要素の特
性を、前記ストリームと物理的な接触をすることなし
に、検知することと、その構成要素は、及び前記検知さ
れた特性に応答して連続マイクロ波消化プロセスの一部
を制御することとを具備する。本発明は、更に、記述さ
れた処理を実行するための装置と、手動の消化システム
或いは処理(現在までの特許)を自動的に制御されるも
のに換えるための方法とに関する。
【0004】
【課題を解決するための手段】配管の或る位置、通常マ
イクロ波領域の外部で、検知された流れと前記流れの或
る構成要素の存在とに応答して、プロセス中の色々な作
業を制御するためのマイクロプロセッサ或いはコンピュ
ータを通常利用する本発明のプロセス(及び対応する装
置)は、プロセスの制御を可能にして、その結果ここで
消化される材料を伴う消化液のスラッグの存在は消化作
業の最後で(通常配管の端部で)検知でき、そして自動
的に取り出されて、自動サンプラへ、或いは分析装置ま
たは分析システムへ搬送されることができる。検知器の
使用によって、且つ適切な検知の閾値の選択によって、
スラッグの一部分(通常好ましくは中心部分)だけを分
析装置へ或いは自動サンプラへ指向させることができ、
この方法に於て、如何なるキャリア液も分析される材料
から離されることが確実にされる。このようなキャリア
液は通常は消化の完了後に廃棄される。装置は、初めの
方のスラッグが装置を通り抜けてしまうまで、キャリア
のストリーム即ちフローへの次のスラッグの追加を止め
ることができる、即ちそれは最初の方のスラッグが、そ
の後ではそのような別のスラッグの追加が許容され干渉
を起こさないような、プロセスの或る点を通過する時に
その追加を可能にし得る。管内でスラッグをキャリアへ
投入するために採用された投入手段は、(計量ボリュー
ム管であり得る)投入手段が、先立って投入されたスラ
ッグからの何等の望ましくない残留物も残されていない
ことが検知手段によって示されるまで、追加スラッグの
投入を止められることができる。制御手段は、システム
を通り抜ける一定数のスラッグの通過に応答して、或い
は単一のスラッグに応答して、(通常液体キャリアで作
動されせられる)逆流装置及びシステムを起動すること
ができる。逆流液或いは逆流の後にフィルタを通過する
液体内に、システムへの前の投入物からの汚染物質がな
い、或いは殆ど無くなった時に、逆流は自動的に停止さ
れ、且つ消化が再開されることができる。フィルタを通
過する液体キャリアが所望の純度になるまで、システム
へのスラッグの更なる投入の追加は停止されることがで
きる。
【0005】上に記された色々な制御機能は全て、その
誘電率或いは(流れているストリームのその部分が1つ
より多い構成要素を含む時には)組合せ等価誘電率を確
認することによってマイクロ波で加熱された管の中の流
れているストリームの構成要素の存在を検知するキャパ
シタ型の検知器によって遂行される。絶対誘電率はこの
装置によって測定される必要はないということが認識さ
れるべきである;測定された特性が誘電率に関連してい
て、検知手段がストリームの構成要素の間を識別できる
ようなことだけで十分である。誘電率、組合せ等価誘電
率、或いはそれ等の変化を参照される時のそのような特
性がここで説明されるために意味されるものとなる。
【0006】
【作用】本発明のプロセス及び装置によって獲得された
色々な長所は、本発明が手動プロセスを自動のプロセス
にしたこと、及びそれを完遂するための装置を考案した
こと以上であることを明示する。消化液は通常、強酸の
ような強い化学物質であるので、消化液に因る検知手段
の部品の有害な反応を回避するため、且つ消化される材
料の汚染を回避するために、検知手段は流れに接触しな
いようなものであることが重要である。配管内のキャリ
ア液、スラッグ、或いはガスの存在を示している、違っ
た誘電率或いは関連する特性或いはそれ等の変化は、消
化のプロセスを精密に制御し、第1のスラッグがシステ
ムを出てしまった、即ちシステムを通って十分に遠くへ
行ってしまって、第1のスラッグ或いは(フィルタの上
で或いは管の壁の上で)後に残されたそれの何等かの残
留物による干渉或いは汚染の危険なしに第2のスラッグ
が加えられることができるまで、第2のスラッグの追加
を止めるための手段のような、プロセスを改良するため
の色々な手段を装置内に具備することを可能にする。更
に、その様な違いは、それらが汚染されていないという
ことが分かる点まで投入手段、フィルタ手段、及びライ
ンの浄化を可能にするものであり、それは消化プロセス
を改良し、且つ消化された材料に関して行われた分析の
確実性を増す。本発明の他の長所は、図面と共に行われ
る下記の説明から当業者には明白であろう。
【0007】
【実施例】図1で、容器11内の或いは相当する源からの
キャリア液(水)は、パルス・ダンペナー(pulse damp
ener)17を通って圧力トランスデューサ19へ、それから
キャリア液が、コイルの形状でマイクロ波の放射領域即
ち装置25の内部にある配管23を通って流れるようにする
規定の位置の多方向バルブ21へ運ばれる。キャリア液
は、冷却装置27、及びフィルタ31を通ってそれを方向付
ける多方向バルブ29を通過し、その後それはバルブ29を
通って逆圧調整器33及びキャパシタンス検知器35へ、そ
してルブ43を通って廃棄場37へ行く。“廃棄場”はここ
では“廃棄場、処理場或いは再生場”を示すのに使用さ
れ得る。キャパシタンス検知器を流れ通る純水に関し
て、それは純水の誘電率を示す或いはそれに関連する任
意のの計数200(計数はキャリア液のスラッグ及び消
化される材料に対しては低いであろう)でキャリブレイ
トされる。
【0008】消化プロセスを始めるために、消化液と粉
末にされた消化される材料との混合物が(図示されてい
ないミキサで)作られ、特に図示されていないがサンプ
ルを懸濁状態に保つ攪拌手段を具備する自動サンプラ39
へ投入される。混合物は、自動サンプラの管41から、投
入手段45を満すようにそれを方向付け、きちんと測られ
た量(約10mlのような)のサンプル・ループ即ちコ
イルであるバルブ21へ送られ、その後余分な混合物はキ
ャパシタンス検知器47を通過し、ポンプ49によって廃棄
物のベッセル51或いは処理或いは回生手段へ送り込まれ
る。キャパシタンス検知手段47は、それが混合物の存在
を検知する時、ポンプ49を止めるようにプログラムされ
ることができ、またそのような検知手段は、混合物が消
化のためにシステムを通過するキャリア液へスラッグと
して投入される時、混合物を出した後でサンプル・ルー
プがきれいになる時を検知するのにも使用されることが
できる。制御手段はスラッグとして混合物のループをキ
ャリア液の流れているストリームへ投入するのに使用さ
れることができ、そのような手段は、ループがきれい
(先行するループの内容物から混合物の構成要素の干渉
する量を全く含まない)になるまで、(第2のスラッグ
のための)追加の混合物のシステムへの投入を止めるの
にも使用され得る。
【0009】多方向バルブ29の位置決めを制御すること
によって、フィルタは逆流されることができ、キャパシ
タンス検知手段53は、逆流液(通常キャリア液であり、
普通は水である)が汚染物を一掃する(200という較
正された計数、相対キャパシタンス、或いは純水の特性
である誘電率の大きさを読む)時を決定するのに採用さ
れることができ、その点で、逆流は終りにされることが
でき、制御装置は更なる消化サイクルを始めることがで
きるであろう。代ってキャパシタンス検知器35は、逆流
が停止された後で(十分な逆流時間であると通常考えら
れるであろうものの後で)、キャリア液の純水度をモニ
タするのに使用されることができる。
【0010】検知器35による検知の後で、消化液を伴う
そのスラッグで消化された材料は、バルブ43によってラ
イン55を通って自動サンプリング手段57へ方向付けら
れ、ここでそれはサンプラー容器59を満す。キャパシタ
ンスの型であり得るレベル検知器61は、自動サンプラ管
上に取付けられることができ、その消化液内の消化され
た材料の管への供給を制御するのに使用されることがで
きるが、そのようなことは必ずしも必要という訳ではな
い。システムの色々な構成要素、バルブ、ポンプ、ライ
ン、自動サンプラ、等を作動させる、後で更に説明され
るであろう、制御手段が消化されたスラッグ或いはその
部分を、好ましくは中央部分を自動サンプリング手段に
供給するように設定されることができるか、或いはその
ようなスラッグのほぼ全てをその手段に供給することが
できる。
【0011】記述された自動サンプラ39と57の両方は、
水でその部品を清浄にする洗浄手段を装備される。その
ような手段は、水の源63、ポンプ65、多方向バルブ67、
及びライン69及び71を、使用済みの洗浄水を廃棄場へ運
ぶための手段と共に具備する。キャパシタンス検知器
(この名前は、キャパシタンス、キャパシタンスに関連
する特性、及びそのような特性の変化或いは変更の検知
器を含んで使用される)は、バルブ、ライン、及びシス
テム内の他の補助装置内の液体の状態をモニタし、且つ
そのような液体が許容される状態になるまで消化作業を
行うのを止めるように配置されることができる。しか
し、(検知手段35を使うことによってなど)システムの
出口部分をモニタするのに十分である。
【0012】図2では、連絡ボード81が自動サンプラ39
及び57、コンピュータ83、及び纏めて参照番号85によっ
て示されるマグネトロンと、多方向バルブとポンプとこ
のシステムの他の使用できる構成要素とに、RS232
或いは他の連絡の手段によって連絡されて、連絡ボード
は、参照番号35によって示されるキャパシタンス検知器
から信号を受容し、且つ(その長さのために、またそれ
はそれを作ることはコンピュータ業界の技術の範囲内で
あり、望ましいとされるものが分かっているので、詳細
に説明されない)コンピュータの適切なプログラムによ
って、サンプリング、ポンピング、バルビング、逆流、
逆圧制御、マグネトロン制御、クリーニング、及び投入
を含む消化システムの作業を律することが略図で示され
る。
【0013】図3では、実際の消化の間に検知器によっ
て検出された相対キャパシタンスに対する、相対キャパ
シタンス対時間の曲線が示される。相対キャパシタンス
で高原部の200から約162への降下は、(硝酸内で
消化された金属化合物であり得る)消化液内で消化され
る材料のスラッグが、プロセス開始後約330秒で“中
心点”でキャパシタンス検知器を通過し、約300秒と
380秒の間の時間の間で検知器を通過していることを
示す。従って、そのようなサンプルのみが、その中にキ
ャリアを含むのを避けるのに採られるべきである。スラ
ッグの更にもっと中心部の切取りを行うことが望ましい
のであれば、例えば315秒と365秒との間を切り取
ることができる。95での曲線の平坦部は、その時間に配
管を通過するストリームがほぼ純水であること(また、
次のサンプルが消化されるのを可能にするのに十分純粋
であり得ること)を、またその反対に97ではそのような
ストリームはスラッグの構成要素のかなりの割合を依然
として含んでいることを示す。
【0014】図4に於て、回路ボード上のキャパシタン
ス検知器の構成要素の装着が示される。キャパシタンス
検知器は、図示されるように、2つの部分を具備し、そ
の夫々は、不活性のプラスチック、例えばポリテトラフ
ルオルエチレン(polytetrafluoroethyrene )(PTE
E、商標名Teflon)の配管の上の真鍮或いは他の
適切な伝導性配管を具備する。図示されたような、役に
立つキャパシタンス検知器は、真鍮の管或いは鞘121 及
び123 と、PTEE配管と、(特に図示されていない)
PTEE管内部の流れている液体とを含み、それらはオ
シレータ集積回路127 、コンパレータ集積回路125 、及
びマイクロコントローラ集積回路129 と共に示される。
【0015】図5では、キャパシタンス検知手段がマイ
クロプロセッサに及び送信データが制御装置へ連結され
ている。検知器は、先に説明された型のテフロン及び真
鍮の管を具備し、真鍮管即ち分離された管の部分121 及
び123 は、フィルタ125 へ、それからタイマ及びマイク
ロプロセッサ129 へ繋がる(75乃至150キロヘルツ
の範囲の周波数で作動している)オシレータ127 へ連結
されており、そこへは制御入力135 が供給され、そこか
らはデータ出力137 がコンピュータ/制御装置へ供給さ
れる。検知手段へのパワーは、源139 からオシレータ12
7 を通って供給され、その源はマイクロプロセッサへの
パワーも供給する。
【0016】液体の誘電率、つまり検知手段によって検
知されたキャパシタンス、即ち検知手段の点での波形の
ような、キャパシタンスに関連するシステムの特性は、
当業者によって利用されて、このシステムの色々な構成
要素を作動させ、その結果説明された処理は、所望のよ
うに自動的に或いは半自動的に遂行されることができ
る。自動的な処理は非常に好ましいが、本発明の検知器
を利用して、消化されたサンプルを収集する時、第2の
消化を開始する時、逆流を止める時、等を作業者が決定
するのを助けることができる。システムの色々な部品が
容易に入手可能であり、その組立てはこれらの技術(コ
ンピュータ、電子装置、及びプログラミング)に於て普
通の技術の1つの技術内のものである。しかし、幾つか
の装置のアイテムは読者に便利なようにある程度詳細に
説明されるであろう。
【0017】マイクロ波の伝送配管は、通常プラスチッ
クであり、小さい孔(0.51乃至1.5mmの内径)
を持ち、且つプラスチックのポリテトラフルオルエチレ
ン(PTFE)がマイクロ波の伝送性を持ち、多くの強
い酸に対して不活性であるために、それが最適であるこ
とが分かっている。しかし他のプラスチック材料が消化
液と共存できる時、それらも採用されることができる。
システムの消化部分のための配管は殆ど常にPTFEで
あるであろう、しかし他のプラスチックもキャリア液を
排出するためのライン等のようなシステムの他の部分に
採用され得る。真鍮はキャパシタの伝導性鞘のための優
れた材料であることが分かっているが、銅、アルミニウ
ム、銀、及びステンレス鋼のような、他の金属或いは合
金或いは他の導体はそれに代用され得る。採用された電
子装置は、(セム社(CEM Corp.) 、マシュー市ノース
カロリナ州(Matthews, North Carolina)によって製造さ
れた)CEM MDS(マイクロ波消化システム)の2
000シリーズのシステム用のものとほぼ同じであり得
る。多方向バルブは、強酸によって損なわれることに対
して抵抗力があるレイリオダイン(Rhyeodyne )或いは
リー(Lee )のバルブの何れかであることが好ましい。
高圧ポンプ15は、サイエンティフィック・システムズ社
(Scientific Systems, Inc.)から、蠕動ポンプ(残り
のポンプ)はアリエタ社(Alieta Corp.)(モデルS1
型)から入手されるのが好ましい。自動サンプラは、エ
ー・アイ・サイエンティフィック社(A. I. Scientifi
c)(AIM 1250型)から、バルブ・モータは、
バーゲス・サイア社(BurgessSaia, Inc.)(Mode
l UFBI)から得られる。マイクロ波発振器(マグ
ネトロン)は200ワットの装置であるが、加熱される
スラッグの大きさ及び採用されるキャリア対スラッグの
比率に応じて、より高い及びより低いパワー・レベルの
マグネトロンが利用され得る。採用される圧力調整器
は、普通、50乃至200lbs./sq.の範囲内で
圧力を調整することができ、且つ調節可能であろう。適
切なそのような調整器はアップチャーチ社(Upchurch C
orp.)によって作られる。採用されるコンピュータはI
BMのコンパティブルな386SX16Mhzである
が、何等かの類似のものも受け入れられる。プログラム
は、作業システムMS DOSで実行するためのコンピ
ュータ言語Cで書かれる。
【0018】図面の説明で説明された部分に加えて、説
明されたシステムには安全遮断の機構と適切な電子機器
とが具備されて構成要素の故障の際の二次的損傷を防止
し得る。特定のそのような安全システムは、少なくとも
高圧ポンプ、自動サンプラ、及びマイクロ波発振器に対
して採用されることが好ましいが、それらは、使用中に
生じ得る故障から免れられない装置の色々な別の場所
で、特に消化液と接触する場所で採用されることも望ま
しい。
【0019】本発明に於て、配管の或る場所で特定の物
質の存在を検知するための手段は、配管内に流れる流体
をその要素として具備するキャパシタである。色々な誘
電率である色々な流体の存在は、キャパシタのキャパシ
タンスを変え、その変化或るいは関連する特性の変化は
決定可能であり、消化システムの作業を制御するのに使
用され得る。本発明の例示的実施例に於て、キャパシタ
は電子オシレータ内の周波数決定要素として連結され、
色々な周期を持つ色々な波の形状を生成する。例えば、
空気は8.7マイクロ秒、水は9.4マイクロ秒、酸性
溶剤は12.4マイクロ秒の周期をもたらす。そのよう
な差は容易に識別可能であり、そのような材料の中から
選択されたものがキャパシタ内に存在することが見出さ
れた時にそのような変化に関連する情報は、検知器から
制御装置へ送られて、制御装置を作動させることができ
る。説明されたシステムで、ストレイ・キャパシタンス
及びリード・キャパシタンスは、誘電率の変化に伴う最
大の周波数の変化を確実にするように最小にされるべき
である。更に、プラスチック配管の誘電率は、同じ理由
のために流体のものと較べて低くなければならない。キ
ャリブレーション指令の入力はシステムに提供されて、
その結果基準の時間周期は、キャリブレーションの液体
(キャリア)がシステム内にある間は測定可能である。
キャパシタンスに関連する特性の他の全ての測定値は、
そのようなキャリブレーションの測定値に対する相対的
なものである。オシレータの周期は、マイクロ制御装置
或るいは類似の回路によって測定可能であり、周期のフ
ラクチュエーションは、流体の及び(それらがそれの構
成要素である)キャパシタの誘電率が変化する時に測定
可能である。
【0020】本発明のシステムの今までの説明で、装置
及びその構成要素、その上その操作が説明された。本発
明の装置及び工程に加えて、米国特許第 5, , 号明
細書の型の“手動”の消化装置を自動のものに変えるた
めの方法も本発明の範囲内である。それは、材料の特質
を検知するための且つ前記検知された特質に応答して、
信号(通常は電気的の)を発生する或るいは変更するた
めの検知手段と、この装置の色々な構成要素の作動を制
御するためのコンピュータ、マイクロプロセッサ或るい
は類似の制御手段と、前記信号或るいは変更された信号
を前記制御装置と連絡するための手段とを、そのような
装置に取付けることによって達成されることができる。
それらを自動的にするためのこの変更方法は色々な他の
手動の化学的プロセスを改良させるのにも応用可能であ
る。
【0021】下記は、この装置が引続いて行われる分析
或るいは化学的反応のためにサンプルを消化するのに採
用される時に採られるステップの説明である。参照の装
置は図1のものである。
【0022】1.サンプル或るいはサンプルのグループ
が、しばしば粉末サンプルと消化酸とを混合することに
よって、消化のために準備される。
【0023】2.消化液内で消化されるサンプルが自動
サンプラのカップ内に置かれるか、或るいは複数のサン
プルがそのような複数のカップの中に置かれる。
【0024】3.サンプルのカップが、自動サンプラの
取上げトレイの上に置かれる。
【0025】4.消化シーケンス(プログラム)がサン
プルを消化するために選択される(そのシーケンスは、
適用可能であることが分かっているそのような数多くの
応確立されたシーケンスから選択される)。
【0026】5.空のサンプル・カップが収集自動サン
プラ上に置かれる。
【0027】6.システムはスイッチを入れられ、純粋
な水(好ましくは蒸留したもの及び/或るいは消イオン
したもの)が、下記のパスを通る配管を通ってポンプで
送り出される。
【0028】a.純粋な水の溜め或いは源から高圧ポン
プ15へ(図1参照)、 b.パルス減衰装置17を通り、 c.圧力トランスデューサ19を通り、 d.バルブ21を通り、 e.マイクロ波領域25を通り、 f.冷却装置27を通り、 g.バルブ29を通り、 h.フィルタ31を通り、 i.バルブ29を通り、 j.逆圧調節装置33を通り、 k.出口キャパシタンス検知器35を通り、 l.バルブ43を通って、 m.廃棄場37へ。
【0029】6A.同期して純粋な水はサンプル投入流
れパスを通って押し流される: a.純粋な水の源63からポンプ65へ、 b.バルブ67を通り、 c.配管69を通り、 d.自動サンプラ39を通り、 e.バルブ21を通り、 f.サンプル・ループ45を通り、 g.キャパシタ検知器47を通り、 h.ポンプ49を通り、 i.廃棄場51へ。
【0030】7.開始ボタンが押されてシーケンスが始
まる。そのような指令は全てのシステム機能を再設定す
る。
【0031】8.ここでシステムは純粋な水で満たされ
る。再設定の指令は3つのキャパシタンス検知器の夫々
のへキャリブレーション信号を送り、それらはここで純
粋な水に基いて200という任意の計数でキャリブレー
トされる。
【0032】9.ここでシステムは消化のためのその第
1のサンプルを採る準備ができる。
【0033】10.吸上げ(up take )自動サンプラ39
は消化のために第1のサンプル上の位置にそのプローブ
を動かし、サンプルのカップの底部へプローブを下げ
る。吸上げサンプル・プローブの上の攪拌器のスイッチ
が入れられる。
【0034】12.遅延時間が設定されて、攪拌器がサ
ンプル・カップ内でサンプルを完全に混合するのを可能
にする(通常そのような時間は5乃至10秒である)。
【0035】13.その遅延の後で、サンプルの上向き
ポンプ49が起動され、バルブ21、投入手段(ループ或い
はコイル)45、及び検知器47を通してサンプルを引出
し、ポンプ49が検知器47によって発信される信号に応答
して停止されない限り、幾らかのサンプルを廃棄場51へ
送る。
【0036】14.ポンプ49は、キャパシタンス検知器
47が、水(或いは空気のような、ガス)の相対キャパシ
タンスから検知器によって識別可能である、サンプルの
相対キャパシタンス(硝酸消化液に対しては約165)
へそれを持ってくるキャパシタンスの値の変化を検知す
るまで、ポンピングを続けるであろう。消化液に対する
相対キャパシタンスは前もって知られており、採用され
る消化液の種類によってある程度決まることに留意され
たい。コンピュータのプログラムはそのような差を考慮
に入れる。
【0037】15.キャパシタンス検知器47が消化され
るサンプルの存在を検知する時、制御装置のコンピュー
タはバルブ21に対する指令をインデックス向って発し、
その結果サンプル・ルーフの構成要素はキャリア液(通
常は水)の流れているストリーム内へスラッグとして送
られる。
【0038】16.サンプルのスラッグを運ぶキャリア
液は、細いマイクロ波の伝送配管を通ってマイクロ波領
域即ちチャンバ25内へ流れる。キャリアは、それが本来
極性があるために、マイクロ波のエネルギーを吸収し
て、チャンバ内で加熱されるが、サンプルのスラッグ
は、それがより極性があるので、更に多くのマイクロ波
のエネルギーを吸収し、更に加熱される。マイクロ波の
チャンバを通過している間、加熱されたスラッグは、N
O、NO2 、及びCO2 、のようなガス及び気泡を放出
し、それによってその構成要素を混合するのを助け、材
料の新しい表面が消化され、消化液が接触するようにさ
れるように消化を促進する。そのような気泡は、加熱さ
れているサンプルに対して制御されることが望ましく、
その結果スラッグは、(それが長くされるにもかかわら
ず)キャリア液内で元のままで留まる。
【0039】17.それから流れは、それを十分に冷却
してスラッグ内にあるガスを凝縮し、その結果システム
の圧力のもとでスラッグの誤ったキャパシタンスを検知
するのに十分なガスがその中に存在しない液体状とする
冷却装置27へ到達する。
【0040】18.冷却後、(スラッグを含む)流れは
バルブ29とフィルタ31とを通り抜け、如何なる不溶性物
質の存在も取除かれる。この点で、全ての消化可能な材
料が消化されてしまい消化液内で可溶性の状態になる。
【0041】19.冷却されて濾過された流れは、それ
からバルブ29内の別の通路を通って適切な圧力を設定し
て、冷却されたスラッグを液体状に保つのに十分なシス
テムの逆圧を維持する圧力調節装置33を通る。
【0042】20.次ぎに流れは、ステップ8に於ける
ように、200に対してキャリブレートされている出口
キャパシタンス検知器35へ入る。
【0043】21.ステップ15、つまりキャリア液のス
トリームへのサンプルの注入、で説明された動きの後
で、この制御装置のコンピュータは、自動サンプラ39に
そのプローブを洗浄ステーションへ戻し、ここで純粋な
水が自動サンプラ配管を通ってポンプで注入されてそれ
をきれいにするよう指示する。
【0044】22.液体キャリアのストリームへのサン
プル注入後に、ステップ15で説明されたように、コン
ピュータは、スラッグの存在が出口キャパシタンス検知
器によって検知されるまでシステムを待機させる。コン
ピュータは、キャパシタンス検知器35からの信号を継続
的にモニタし、検知器からの信号がスラッグの存在或い
はそれの望ましい部分(しばしば中央部分)の存在を示
す予め設定された値である時に作動するようにプログラ
ムされる。
【0045】23.そのような検知器でスラッグの存在
を示すキャパシタンス検知器35からの信号に基いて、コ
ンピュータはバルブ43を起動して、(予め材料[キャリ
ア液]のストリーム即ち流れが廃棄物容器或いはライン
37まで進んでしまっている)収集自動サンプラ57へ向っ
てスラッグを指向させる。
【0046】24.消化液内で消化される材料のスラッ
グを受取る前に、自動サンプラ57の収集プローブは水で
連続的に洗浄されてそれを汚染の無い状態に保つ。
【0047】25.スラッグが出口キャパシタンス検知
器35によって検知されると、制御装置のコンピュータ
は、自動サンプラ57の収集プローブが持ち上げられて自
動サンプラの廃棄物部分の上に位置付けられるようにす
る。
【0048】26.ある時間の間隔がコンピュータによ
って設定されてプローブからの水の十分な追出しを可能
にし、その結果それは消化液内の希釈されていない消化
された材料で満たされる。
【0049】27.バルブ43は直ぐに廃棄物位置へ切り
替えられ、一方で自動サンプラ57のサンプル・プローブ
は自動サンプラの収集カップ内の特定された高さまで動
かされる。
【0050】28.バルブ43は再び状態設定されて、消
化されたサンプル或いはスラッグ材料が自動サンプラ収
集カップを満たすことができるようにする。
【0051】29.自動サンプラ57の収集プローブは自
動サンプラ洗浄ステーションの廃棄場所上に位置するよ
うに戻され、バルブ43は自動サンプラへキャリア液
(水)を送るように設定され、自動サンプラの収集プロ
ーブとバルブ43と自動サンプラとの間の配管とを洗浄す
る。
【0052】上記の説明は、鉱石、排水、産業廃棄物、
放射線廃棄物、食物、油、牛乳、固形物、石炭、動物の
生成物、野菜の生成物、或いは消化後に分析される或い
は化学反応を生じさせられる他の何等かの材料であり得
る材料のサンプルを消化するための完全な工程及び装置
を説明している。更なる作業は、利用される装置が、同
種類の消化液或いは別のもので消化され得る材料の他の
サンプルを使用するのに適するように作られることを確
実にすることを主としている。
【0053】30.フィルタ31をきれいにするために、
バルブ29及び67はコンピュータの指令に応答するように
自動的に設定されて、主要システムを通る流れの通過は
停止され、純粋な水は源63から蠕動ポンプ65を経由して
逆流フィルタ31へ送られる。検知器53が純粋な水だけが
それを(廃棄場37へ)流れ通っていることを示す時、逆
流はコンピュータによって終りにされることができ、フ
ィルタは再び使用されるように準備される。フィルタの
清浄さに関して二重に検査するために、逆流液がきれい
であることが分かった後で、水が通常の流れ方向でフィ
ルタを通して流されることができ、その純度が検知器35
或いは検知器53によって検査され得る。何れかの検知器
の信号がフィルタの水が標準に至っていないことを示す
ならば、コンピュータは自動的に逆流を再開する(ま
た、そのような逆流の間、システムは、別に停止させら
れる)。
【0054】31.サンプル・ループ即ち投入手段45
は、自動サンプラをきれいにするために、またそれを逆
に流した後でフィルタを通る流れの純度をテストするた
めに上で説明されたのと類似した方法できれいにされ
る。サンプル・ループ45はポンプ65によって源63からそ
れを通ってポンプ65によって汲み出され、バルブ67を通
り、更にライン69を通って自動サンプラ39上の洗浄水の
溜めへ向う純水を有し、その水はバルブ21、ループ45、
及び検知器47を通って引き出され、ポンプ49を通って廃
棄場51(或いは処理或いは回生手段)へ向う。マイクロ
コントローラ或いは類似の回路を具備する検知器47は、
相対キャパシタンス(水の場合ほぼ200)が純粋な水
(或いは他のキャリア)の存在を示し、それでコンピュ
ータが投入手段45へのまたはシステムへの消化液内で消
化される材料の別のスラッグの投入を可能にし、システ
ムの他の部分も十分にきれいであるようにする時、コン
ピュータの制御装置へ送られる数字に信号を変換する。
【0055】32.同じような方法で、出口キャパシタ
ンス検知器35は、純粋な水がシステムを通って流される
時にシステムの純粋さをモニタする。検知器35が、キャ
リア(水)が純粋であることを示す時、コンピュータ
は、システムの色々な構成要素が作動できるようにする
であろう。さもなければその作動はコンピュータによっ
て妨げられるであろう。
【0056】その作業について上記で詳細に説明された
システムは、繰り返された経験で証明され、繰り返し可
能な優れた消化を行う自動的なものである。システムの
作動に関する色々なチェックが説明されたが、追加のそ
のようなチェックがシステムで行われ、或る環境のもと
では省かれるものもあり得る。このシステムの核心は、
システムを通って流れている液体は、消化が行われてい
るプラスチックの或いは非伝導性の配管に沿うキャパシ
タの誘電体の一部である、単数或いは複数のキャパシタ
の採用である。システムは、液体或いは“キャパシタ”
を通って流れている液、或いは他の流体の誘電率に於け
る変化が、キャパシタの特徴及び出力に於ける変化を起
こし、そのような出力はシステムを制御し、従ってまた
同じようにプロセスを制御する制御装置(コンピュータ
であり得る)によって評価されることができるという事
実を利用する。
【0057】
【発明の効果】下記の例及びデータは、装置及び工程を
具備する本発明のシステムが、十分に確固とした結果を
生じ“普通の”消化方法を採用することによって獲得さ
れる結果に匹敵する確実なものであることを示すために
与えられる。
【0058】図1に示され、本明細書で説明されたもの
に本質的に類似している、しかし連続消化システムを利
用して、採用されている端部のキャパシタンス検知器の
みで、排水の10のサンプルが、約10%の硝酸溶液で
各場合に於いて10mlである投入ループに投入される
スラッグの量で、毎回約10分の通過で消化された。消
化の完了後に、サンプルは、アルミニウム、硼素、バリ
ウム、カルシウム、カドミウム、コバルト、クロム、
銅、鉄、カリウム、リチウム、マグネシウム、マンガ
ン、モリブデン、ナトリウム、ニッケル、燐、鉛、硫
黄、アンチモン、シリコン、ストロンチウム、チタン、
タリウム、バナジウム、亜鉛、ジルコンに対して分光測
光手段或いは他の適切な分析的装置によって分析され
た。存在する量の平均及び標準偏差は下記の通りであ
る: アルミニウム: 0.378ppm±0.034pp
m 硼素: 0.130ppm±0.010ppm バリウム: 0.018ppm±0.026ppm カルシウム: 38.660ppm±2.833ppm カドミウム: 0.000ppm±0.000ppm コバルト: 0.010ppm±0.005ppm クロム: 0.045ppm±0.005ppm 銅: 1.013ppm±0.149ppm 鉄: 41.219ppm±5.058ppm カリウム: 2.507ppm±0.222ppm リチウム: 0.095ppm±0.004ppm マグネシウム: 23.388ppm±1.784pp
m マンガン: 0.344ppm±0.037ppm モリブデン: 15.555ppm±1.261ppm ナトリウム:102.004ppm±8.269ppm ニッケル: 0.015ppm±0.004ppm 燐: 0.132ppm±0.206ppm 鉛: 0.097ppm±0.020ppm 硫黄: 19.086ppm±1.549ppm アンチモン: 0.058ppm±0.029ppm シリコン: 2.357ppm±0.176ppm ストロンチウム: 0.308ppm±0.023p
pm チタン: 0.007ppm±0.001ppm タリウム: 0.035ppm±0.049ppm バナジウム: 0.015ppm±0.002ppm 亜鉛: 0.160ppm±0.088ppm ジルコン: 0.140ppm±0.002ppm 分析結果の幾つかは、望ましいとされるものよりも大き
い標準偏差を有するが、全体的にその結果は採用される
微小サンプルに対し十分に確固としたものであり、従来
の消化分析工程によって獲得されるであろう結果に匹敵
する。従って、この消化は成功であったと考えられる。
本明細書で説明された追加のキャパシタンス検知器及び
制御機構が、採用されるシステムに具備される時、獲得
される結果がより一層良くなるであろうということが期
待される。
【0059】他の分析に於て、サンプルは実験的な消化
及び抑制消化の両方の後で分析された。そのような分析
は、鉄、硫黄、カルシウム、及び銅に対して行われ、報
告された結果は夫々10の測定値の平均値である。鉄の
分析に対しては、抑制分析は7.982ppmを分析し
たが、これに反し実験的(連続自動)消化は8.227
ppm、3.07%の差、を分析した。硫黄の分析に対
しては、その数値は、抑制のものに対しては293.1
4であり、実験のものに対しては294.42であり、
0.44%の差である。カルシウムの分析に対しては、
抑制消化は38.56ppmを分析し、一方実験的消化
は39.03ppmを分析し、銅の分析に対しては、抑
制消化は1.001ppmを分析し、実験的なものは
0.995ppmを分析した。そのような実験のものと
抑制のものとの間の差は夫々1.22%及び1.61%
である。容認された方法の結果からの小さい変動は受け
入れ可能である。
【0060】本システム、装置、及び工程の色々な長所
は、この明細書で前に言及されたが、幾つかはここで追
加的に説明されるであろう。精密で制御可能な消化は、
投入自動サンプラを満たすことと開始ボタンを押すこと
を除いて、多くの人間による介入の必要なしに獲得され
得る。このシステムは色々な消化液中の色々な材料を消
化することができ、パワー、流れ率、分析のためのスラ
ッグの切断、圧力、及びシステムと一緒に採用される分
析的手段の直ぐ前の自動サンプラの供給は、全てコンピ
ュータのプログラムに応じて変えられることができる。
従って、このシステムは、非常に用途が多い。システム
は、自己清掃及びシステムが準備できていない時に供給
が止められるように自己調整も行う。米国特許第 5,21
5,715号明細書と同じような、連続的消化プロセスの作
業を制御するための我々の従来の方法は、公知の速度で
システムへ消化されるサンプルと、キャリアを投入する
ことに基き、それは理論的に、どの位長く材料がマイク
ロ波領域内にあるか、またはどの位多くのマイクロ波の
放射の吸収が期待され得るかを決定するのを可能にする
であろう。しかし加熱中のガスの放出は、流れ率を著し
く変えることができ、従ってシステムの制御は時には、
ただ流れ率のタイミングだけに頼るべきではない。効率
的な消化(システムの性能)のために、アクティブな
(バルブ、ポンプ、等)に関連して流れパス内にサンプ
ルのスラッグを配置するための結合したモニタ装置を具
備することが望ましい。本発明の濾過、逆流、及びクリ
ーニングの特性は、細い配管の如何なる詰りも防ぐのを
助ける。更に、システムは、直ぐにその中で行われる消
化工程の更なる制御も可能にする別の変形例にも容易に
役立つ。
【0061】本発明は、その図面及び実施例に関して説
明されたが、これらに限定されない。なぜならば、当業
者は本明細書及び図面でその代替実施例をつくり、本発
明の範疇から逸脱することなしに同等のものを使用する
ことができるであろうからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】適所に幾つかのキャパシタンス検知手段を示
す、本発明の装置の略式工程系統図。
【図2】電子装置及びこの装置のいろいろな構成要素の
ソフトウエア制御装置の略式系統図。
【図3】消化液中で消化される材料のスラッグがキャリ
ア液内の検知器を通して送られる時に、消化工程の最後
に置かれるキャパシタンス検知器で獲得される相対キャ
パシタンス対時間の曲線。
【図4】本発明のキャパシタンス検知手段と、連結され
た一体型の回路盤の一部の斜視図。
【図5】キャパシタンス検知手段の線図。
【符号の説明】
11…容器、15,49,65…ポンプ、17…パルス減衰器、19…
圧力トランスデューサ、21,29,43,67 …バルブ、23…配
管、25…マイクロ波放射装置、27…冷却装置、31…フィ
ルタ、33…逆圧調節器、35,47 …キャパシタンス検知
器、 37,51…廃棄場、39,57 …自動サンプラ、41…管、
45…投入手段、59…自動サンプラ容器、61…レベル検知
器、63…源、69,71 …ライン、83…コンピュータ、85…
システムの構成要素、91…プラトー、121,123 …真鍮
管、125 …フィルタ、127 …発生器、129 …マイクロプ
ロセッサ。
フロントページの続き (72)発明者 エドワード・イー・キング アメリカ合衆国、ノース・カロライナ州 28277、チャーロッテ、パインランド・プ レース 4709 (72)発明者 デール・エー・ユルコビッチ アメリカ合衆国、ノース・カロライナ州 28270、チャーロッテ、チャリス・レーン 5908

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波の照射を受けてスラッグを加
    熱し材料の消化液による消化を促進する領域を通る配管
    を通って、消化される材料が連続流のストリ−ム中のキ
    ャリヤ液により搬送される消化液のスラッグで流される
    連続マイクロ波消化プロセスを制御する為のプロセスで
    あり、前記加熱中に発生する何等かのガスを含み得るそ
    の様な流れているストリ−ムの構成要素の特性をこの配
    管の或る場所で、前記ストリ−ムと物理的に接触する事
    無しに、検知する事と、前記検知された特性に応答して
    この連続マイクロ波消化プロセスの一部を制御する事と
    を具備するプロセス。
  2. 【請求項2】 検知された特性が、連続消化プロセスの
    終り或いはその近くに於けるスラッグとキャリヤ液との
    間のキャパシタンスの変化として測定された配管内の消
    化液中の消化された材料の誘電率、組合わせ等価誘電率
    或いはそれらの変化であり、そして前記の場所でのその
    誘電率、組合わせ等価誘電率或いはそれらの変化がその
    場所に於ける消化された材料と消化液との存在を示す時
    にキャリヤ液中のスラッグとして前記消化された材料と
    消化液とが或いはその一部分が分析されるか或いは続く
    分析の為の収集手段へ送られるかする請求項1に記載の
    プロセス。
  3. 【請求項3】 流れているストリ−ムの誘電率、組合わ
    せ等価誘電率或いはそれらの変化が消化プロセスの終り
    で連続的にまた自動的に確認され、その確認値が消化液
    中の消化された材料のスラッグの存在を示す時前記スラ
    ッグ或いはその一部分が続く分析の為の自動サンプリン
    グ手段に自動的に送られる請求項2に記載のプロセス。
  4. 【請求項4】 消化プロセスの終りで確認されたこの流
    れているストリ−ムの誘電率、組合わせ等価誘電率或い
    はそれらの変化が消化液中の消化された材料のスラッグ
    が前記場所を通ってしまった事とそれで前記ストリ−ム
    がほぼキャリヤ液である事とを示す時、前記キャリヤ液
    のストリ−ムが自動的に廃棄手段、処理手段或いは回生
    手段に送られる請求項3に記載のプロセス。
  5. 【請求項5】 消化プロセスの終りで確認されたこの流
    れているストリ−ムの誘電率、組合わせ等価誘電率或い
    はそれらの変化が、このストリ−ムは消化液中の消化さ
    れた材料の第一のスラッグのこの配管での通過後に如何
    なる意味のある比率の消化された材料と消化液も含まな
    いほぼ純粋なキャリヤ液である事を示す時、それの為の
    消化液中の消化される第二の材料が自動的にこの配管に
    投入され,キャリヤ中の前記消化液の中の前記材料の第
    二のスラッグを形成し、そして前記材料は消化されその
    後でこのスラッグの誘電率、組合わせ等価誘電率或いは
    それらの変化が消化プロセスの終りで確認されこのスラ
    ッグの長手方向の中央の部分が分析の為の自動サンプリ
    ング手段に自動的に投入される請求項4に記載のプロセ
    ス。
  6. 【請求項6】 消化液中の消化される第一の材料が第一
    のスラッグとしてキャリヤ液のストリ−ムに、自分の消
    化液中の消化される第二の材料を第二のスラッグとして
    キャリア液中に投入するのにその次に採用される投入手
    段により、投入され、キャリヤ液のストリ−ムへの第一
    のスラッグの投入後に、キャリヤ液が分析される前記第
    一の材料を含まなく或いは意味のある比率を含まなくな
    った時を確定する為に、この投入手段を通って流れるキ
    ャリヤ液の誘電率、組合わせ等価誘電率或いはそれらの
    変化が確認され、その後で第二のスラッグがこの投入手
    段によりキャリヤ液に投入される請求項5に記載のプロ
    セス。
  7. 【請求項7】 消化液中の消化される第一の材料のスラ
    ッグの、その間にガスが発生し得るマイクロ波加熱の
    後、ガスのバブルを含み得る流れているストリ−ムが冷
    却され如何なる不可溶性物も取除く為に濾過され、そし
    て濾過の後と消化の完了後そのフイルタはキャリヤ液の
    逆流を加えられ、逆流液がフイルタを通ってしまった後
    でこの逆流液の誘電率、組合わせ等価誘電率或いはそれ
    らの変化が確認され、前記逆流液の誘電率、組合わせ等
    価誘電率或いはそれらの変化が、消化されるべく流れの
    ストリ−ムに投入されてしまっている前記第一の材料を
    含まない或いは意味のある比率を含まない事を示す様に
    なるまで消化液中で消化される材料の第二のスラッグの
    流れているストリ−ムへの供給が止められる請求項4に
    記載のプロセス。
  8. 【請求項8】 消化される材料が非水溶性金属化合物で
    あり、消化液が強酸或いはその水溶液であり、キャリヤ
    液が水である請求項7に記載のプロセス。
  9. 【請求項9】 確認された誘電率、組合わせ等価誘電率
    或いはそれらの変化に対応する制御信号をコンピュ−
    タ、マイクロプロセッサ或いは同様な制御手段に送る事
    と、前記制御手段により適切なポンプ機能、バルブ機能
    及び自動サンプリング機能を制御する事とによりその運
    転が自動的に行われる請求項7に記載のプロセス。
  10. 【請求項10】 消化される材料が非水溶性金属化合物
    であり、消化液が強酸或いはその水溶液であり、キャリ
    ヤ液が水である請求項1に記載のプロセス。
  11. 【請求項11】 確認された誘電率、組合わせ等価誘電
    率或いはそれらの変化に対応する制御信号をコンピュ−
    タ、マイクロプロセッサ或いは同様な制御手段に送る事
    と、前記制御手段により適切なポンプ、バルブ及び自動
    サンプリングを制御する事とによりその運転が自動的に
    行われる請求項1に記載のプロセス。
  12. 【請求項12】 マイクロ波の照射を受けてスラッグを
    加熱し消化液による材料の消化を促進する領域を通る配
    管を通って、消化される材料が連続流のストリ−ム中の
    キャリヤ液により搬送される消化液のスラッグで流され
    る連続流マイクロ波消化プロセスを制御する為の装置で
    あり、前記加熱中に発生する何等かのガスを含み得る前
    記流れているストリ−ムの構成要素の特性をこの配管の
    或る場所で、前記ストリ−ムと物理的に接触する事無し
    に、検知するための検知手段と、前記検知された特性に
    応答して前記連続マイクロ波消化プロセスの一部を制御
    する為の手段とを具備する装置。
  13. 【請求項13】 マイクロ波放射源と、前記マイクロ波
    放射がその内部に指向されるチャンバと、このチャンバ
    を通って延在し前記管に当たる前記源からのマイクロ波
    放射が、そこに在り得てキャリヤ液内のマイクロ波加熱
    可能な液体消化媒体のスラッグで消化される材料を含み
    得るマイクロ波加熱可能な内容物を加熱するマイクロ波
    伝送管と、この管を通して前記内容物を流す為の手段と
    を具備する装置であり、この装置内で検知手段が管の或
    る位置での誘電率、組合わせ等価誘電率或いはそれらの
    変化を検知し、また制御手段が前記検知された誘電率、
    組合わせ等価誘電率或いはそれらの変化に応答して前記
    連続流れマイクロ波消化プロセスの一部を制御する請求
    項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 検知手段は自動であり管の端部或いは
    その近くに配置され、管を通して内容物を流す為の手段
    はポンプであり、この検知手段は消化が完了するチャン
    バの外部のある場所での誘電率、組合わせ等価誘電率或
    いはそれらの変化を自動的に検知する能力のあるもので
    あり、この制御手段は前記スラッグ或いはその一部を分
    析或いは収集手段に送る為の手段を自動制御する能力の
    あるものである請求項13に記載の装置。
  15. 【請求項15】 消化液中の消化される材料の第一及び
    第二のスラッグを、チャンバに入っている管の始点で管
    内のキャリヤ液に投入する投入手段を具備し、その制御
    手段は第一のスラッグがその管を通ってしまった事をこ
    の検知手段が示した後でのみ第二のスラッグのその管へ
    の供給を許すものである請求項14に記載の装置。
  16. 【請求項16】 消化液中の消化された材料のサンプル
    を収集する為と分析手段にそれを供給する為との自動サ
    ンプラ−を具備し、この検知手段は誘電率、組合わせ等
    価誘電率或いはそれらの変化を測定する事によりスラッ
    グの長手方向の中央部分の存在を確認する能力を有し、
    この制御手段は、検知手段からの制御信号に応答して続
    く分析の為に前記スラッグのこのような中央部分を自動
    サンプラ−に供給する事を許す請求項14に記載の装
    置。
  17. 【請求項17】 投入手段がチャンバ内の配管と結合さ
    れた配管を有し、その投入手段配管を通してキャリヤ液
    がチャンバ内の配管に供給可能であり、誘電率、組合わ
    せ等価誘電率或いはそれらの変化を確認する為の、その
    投入手段配管の所に配置され、その投入手段配管を通る
    キャリヤ液が消化される材料と消化液の無い或いはほぼ
    無い状態である時を確認する能力を有する付加的な手段
    を具備し、制御手段が、キャリヤ液が前記消化される材
    料と前記消化液の無い或いはほぼ無い状態でない時に消
    化液中のいかなる続く消化される材料の投入も止める請
    求項15に記載の装置。
  18. 【請求項18】 フイルタ手段と、逆圧手段と、フイル
    タ逆流手段と、逆流キャリヤ液の誘電率、組合わせ等価
    誘電率或いはそれらの変化を確認出来るように配置され
    た誘電率、組合わせ等価誘電率或いはそれらの変化の確
    認手段と、前記確認手段の確認値に応答して逆流キャリ
    ヤ液がほぼ純粋のキャリヤ液になった時に逆流を終わら
    せる制御手段とを具備する請求項14に記載の装置。
  19. 【請求項19】 検知手段が配管内の流れているストリ
    −ムの誘電率、組合わせ等価誘電率或いはそれらの変化
    を検知し、制御手段がコンピュ−タ或いはマイクロプロ
    セッサであり、装置が検知手段からの前記誘電率、組合
    わせ等価誘電率或いはそれらの変化を制御信号を介して
    コンピュ−タ或いはマイクロプロセッサに伝える為の手
    段を具備する装置である請求項12に記載の装置。
  20. 【請求項20】 検知手段が電気的非伝導体の、マイク
    ロ波伝送配管と、前記配管の流れているストリ−ムの内
    容物と、前記配管の回りにある一対の別々にされた電気
    的伝導性鞘とのキャパシタを、この伝導性鞘に接続され
    た交流電流と共に具備する請求項12に記載の装置。
  21. 【請求項21】 前記検知手段がポリテトラフルオルエ
    チレンの配管と、強酸の中の金属化合物のスラッグを含
    む流れている水と、検知手段の場所で配管の回りにある
    真鍮鞘とを、75乃至150キロヘルツの範囲の周波数
    である交流電流と共に具備する請求項19に記載の装
    置。
  22. 【請求項22】 連続流れマイクロ波消化プロセスを遂
    行する為の装置を自動制御する為の手順であり、そのプ
    ロセスでは消化される材料がキャリヤ液により搬送され
    る消化液のスラッグでマイクロ波の照射を受けてそれを
    加熱し材料の消化液による消化を促進する領域を通る配
    管を通って流され、マイクロ波照射の源と、そのマイク
    ロ波照射が指向される領域と、領域を通ってこのキャリ
    ヤ液と含まれるスラッグを搬送する為の配管と、ポンプ
    手段と、バブル手段と、自動サンプリング手段と、サン
    プル投入手段と、フィルタ手段と、逆圧制御手段及び冷
    却手段と、この材料に接触する事無しに配管を通って流
    れている材料の特性を検知する為のまた前記検知された
    特性に応答して信号を発生或いは修正する為の検出手段
    と、ポンプ手段、バブル手段、自動サンプリング手段、
    サンプル投入手段、フィルタ手段、逆圧制御手段及び冷
    却手段の作動を制御する事が出来てそれらが連続流れマ
    イクロ波消化プロセスを遂行できるようにするコンピュ
    −タ、マイクロプロセッサ或いは同様な制御手段である
    制御手段と、前記検出手段から前記信号或いは修正され
    た信号を前記制御手段に伝える手段とを有して、このプ
    ロセスを遂行する為の装置を設備する事を具備する手
    順。
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