Автоматизация технологических процессов отрасли, страница 20

21 Контроль концентрации красителей в смесовых растворах

В красильно-отделочном производстве для получения требуемых от­тенков окрашиваемых материалов чаще всего используются смесовые рас­творы из двух, а иногда и трех красителей.

Необходимость объективного контроля концентрации красителей в растворе обуславливается следующими причинами:

-  разброс красящих способностей красителей одной марки;

-  разная влажность порошка красителя в условиях хранения;

-  неточность дозирования красителя.

Обеспечивая точное приготовление красильного раствора, мы добива­емся следующих результатов:

-  окрашивания материала в заданный цвет;

-  обеспечения требуемой скорости выбирания красителя на волокно (что особенно важно при периодическом крашении - при малой скорости уменьшается интенсивность окраски, при большой скорости получаем не­равномерность окраски);

-  повторного использования остаточных ванн, что экономит красители, химикаты, воду и бережет экологию.

Контроль концентрации красителей в растворе осуществляется с по­мощью колориметрии, базирующейся на определении оптической плотно­сти (D) раствора.

где D – оптическая плотность раствора;

0τ– падающий на кювету с раствором световой поток;

τ – прошедший световой поток.

Если τ=τ0, то раствор абсолютно прозрачный и , а если , то раствор практически непрозрачный и .

К приборам для измерения оптической плотности относятся: колори-метры, абсорбциометры-нефелометры, спектрофотометры.

Практический диапазон измерения оптической плотности этими при-борами: 0,80,3≤D<. Теория колориметрии говорит о прямо пропорциональ-ной зависимости оптической плотности раствора от концентрации красителя (рис. 84):

Рис. 84. Зависимость оптической плотности раствора от концентрации

красителя

Контроль концентрации раствора одного красителя выполняется без осложнений, достаточно иметь для него соответствующий график (рис. 84). Но для смесовых растворов задача существенно осложняется, т.к. колори-метрический прибор покажет общую оптическую плотность раствора, не да-

вая напрямую информации о содержании каждого из красителей. Решить за-дачу помогает тот факт, что для разных красителей и различных длин волн светового потока наклон линии графика будет различный. Диапазон длин волн видимого спектра 300 нм λ  700 нм . Получить ту или иную длину волны можно с помощью узкополосных светофильтров, прилагаемых к коло-риметрическим приборам, а спектрофотометр вообще позволяет получить любую длину волны, разворачивая белый свет в непрерывный спектр.

Пусть требуется проконтролировать раствор, где находятся три краси-теля разного цвета. И пусть тарировочные графики зависимости D от С для красителей С₁ , С₂ , С₃ на длинах волн светового потока λ₁ , λ₂ , λ₃ приведены на рис. 85:

  

Рис. 85. Тарировочные графики зависимости D от С

Используя закон аддитивности, составим систему уравнений для сме-сового раствора: