消化炉的作用|工作原理|选购指南

　　消化炉是定氮仪的重要组成部分，是用于样品消化的部件。消化炉的种类很多，主要可以分为红外消化炉、石墨消化炉、铝锭消化炉，不同种类的消化炉在消化时间和消化样品的彻底程度上也是不太相同的。

　　消化炉的主要作用是用于蛋白质检测样品的前处理，消化炉使用领域与定氮仪的使用领域相同，包括了食品、饮料、饲料、土壤、肥料、化肥、粮油、乳品、畜牧、农业、污水处理、生物制药等。

　　由于在每个定氮的实验过程中都会有消化这个步骤，所以可以单独使用消化炉或者把消化过程集合在定氮仪内。在消化物质时，一般是先把需要消化的物质放入消化炉内，然后加入消化液，而且不同的物质，加入的消化液不同。消化液与物质会发生化学反应，生成可溶于水的新物质，选择适当的消化液可以加速消化过程。所以，消化炉通常与定氮仪配套使用。

　　定氮仪-消化炉是常用的测定粗蛋白的方法。其工作原理是：在催化剂的作用下，用硫酸破坏有机物，使含氮物转化为硫酸铵。加入强碱进行蒸馏，使氨逸出，用硼酸吸收氨，再用酸滴定，测出氮的含量，将结果乘以换算系数，计算出粗蛋白含量。

　　定氮仪-消化炉可以用做常量和微量分析，具有可装不同数量消化管的远红外消煮器，其中具有接烟雾导出装置，还具有酸雾洗涤器，用来减少对空气的污染，显得更加安全。使用K2SO4+CuSO4催化剂，消化管也可作为蒸馏管。蒸馏-自动滴定组合为一体，由自动程序控制器控制过程，应用硼酸吸收、用光电比色检测自动滴定的终点，蒸馏-滴定过程一般要3-4分钟，每小时可完成20个样品，测定范围为含氮量0.2mg-100.0mg，测定结果可自动打印输出，包括打印出平均值，标准偏差。

　　1、浓硫酸(H2SO4)：化学纯，含量95%~98%、无氮。

　　2、硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)、硫酸钾(K2SO4)：分析纯。

　　3、NaOH溶液：化学纯，400g溶于1000

　　消化炉和定氮仪蒸馏器这两个设备，既可以单独使用，又可以组合起来作为整套的凯式定氮仪装置，消化炉的主要作用是用于蛋白质检测样品的前处理。

　　当单独使用时，定氮仪蒸馏器装置是专门用来对样品进行蒸馏的，即当样品被消化后将含氮的物质经过高温蒸馏出来，而消化炉是用来对样品进行消化，一般的我们用浓硫酸，再加上催化剂，一同跟含氮的样品进行消化。此时含氮样品中的氮就会和硫酸发生化学反应，生产硫酸铵。

　　1、消化炉在蒸馏时剧烈翻滚，对操作者构成危险吗?

　　不危险，消化炉在蒸馏时剧烈翻滚，是水蒸气大量进入消化管，造成的液体翻滚，并非剧烈反应造成;而且消化炉具有超压保护装置，可以保持管路内部常压，避免危险。

　　2、消化炉工作中对水质有什么要求?

　　消化炉的蒸馏水桶内要装蒸馏水或纯水，消化炉长期不用的话，要将蒸馏器中的水放掉。

　　3、消化炉开机没声音是怎么回事?

　　消化炉开机没声音，如果消化炉的电源开关内红灯亮，说明是定氮仪内保险管烧断了，保险管的位置一般在机器内部靠近电源开关接口5公分处的壳子内。

　　4、消化炉开机蒸馏器内不加水怎么解决?

　　开机半分钟内：①检查蒸馏水桶是否漏气，能被气充鼓是正常;②检查蒸馏水桶内水位是否超过三分之一，不够补足;③检查蒸馏水桶的位置，是否低于放置消化炉的台面，造成压力不够，加不上水;④检查蒸馏水桶进气、进液管是否接错，接错桶内会产生气泡并发出声响;⑤检查排水阀，应该处于关闭状态。

　　5、消化炉蒸锅不加热，不能产生蒸气，为什么?

　　如果消化炉能正常加碱，不能加热出蒸气，一般判断是加热丝可能烧坏了，可拿万用表量一下加热丝正负极，由此可确定加热丝是否损坏，若损坏，则换新的加热丝。如果及其不能正常加碱，开机后又没有任何声音，则判断是保险丝烧断了，保险管一般在机器内部靠近电源开关接口5公分处的壳子内。

　　6、不同物质中的蛋白质转换系数是多少?

　　乳制品6.38;面粉5.

　　消化炉在实验室里是一个耗能大户，而且决定了定氮的质量，一个铝锭或石墨20孔的消化炉功率一般都在3500W左右，工作时间一般都在二个小时以上。如何降低耗能而又满足消化的要求是选择消化炉的要考虑的。

　　目前国内市场上供应的消化炉加热均通过电加热，而热传导通过介质到消化管，所以不同的介质对消化炉的品质和能耗有直接关系，在此讨论不同的介质特性。

铝锭为介质

　　铝锭消化炉的优点：铝锭热传导较快(导热系数可达237W/(m·K))，导热系数高使得样品间温差较小。如果有足够体积的铝锭，就可以保障样品温度的稳定性减小温度波动，且即便和硫酸接触便生成密致的硫酸铝层，也不会深入铝锭内部，所以铝锭也是很好的防腐的选择。

　　铝锭消化炉的缺点：铝锭是通过热的接触传导，要求温度恒定，而且必须有足够大的体积(薄薄一片铝锭效果较差)，电加热产生的可见光和近红外光都没有被利用，所以热能利用效率较低，能耗较高。

　　由于铝锭的稳定性和样品间温差较小，所以铝锭消化炉受到了市场的认可。(加热方式和铝锭的大小都会影响消化炉的质量)

石墨为介质

　　石墨消化炉的优点：同体积铝锭价格是石墨的3倍，所以石墨消化炉成本低得明显。

　　石墨消化炉的缺点：由于石墨非金属特性即热传导慢(导热系数只有129W/(m·K)，比铝锭237W/(m·K)低多了)，且石墨导热系数随温度升高而降低，更使得介质上面的消化管温度不一，温差大，容易发生挂壁，影响消化质量。所以石墨一般只在200度以下作为传导介质，毕竟具有价格优势，400度以上石墨导热系数明显下降，石墨的缺点明显显现。价格优势的代价是消化质量明显下降，挂壁现象十分严重。

石英为介质

　　石英加热元件采用珠光乳白石英管配用电热材料，具有优良可靠的远红外辐射特性，通电后，电阻丝发出的红外光波与可见光波中97%被乳白管所阻挡吸收，使石英管壁温度升高产生硅氧键分子振动辐射出远红外光波，这样使97%可

　　消化炉在蛋白质检测中起到了很重要的作用，选择一台合适的消化炉是准确检测的前提。如何选择消化炉?选择消化炉的注意事项就要引起你足够的重视。

　　消化炉的种类很多，主要可以分为红外消化炉、石墨消化炉、铝锭消化炉，不同种类的消化炉在消化时间和消化样品的彻底程度上也是不太相同的。通过比较可以发现，这三类消化炉中，红外石英消化炉采用的加热方式是石英加热激发红外光波辐射到消化管，温度均匀性较高，温度控制精度精确，超调小，因此对于样品的消化，不仅时间快而且消化样品彻底。但是，价格也Z贵。

　　目前市面上的消化炉产品很多，种类、质量等也非常复杂，很多消化炉产品存在孔间温度的不均匀性，热传导介质性能差和消化炉保温差，导致样品消化有些彻底有些没消化好等问题，而有些消化炉还存在消化样品是有挂壁现象，造成了样品检测结果不准确或是样品消化过程中有烟雾产生，污染了实验室环境等，因此选择一款合适的消化炉是十分重要的。

　　消化炉的选购指标：

　　1、消化炉需要有效地温度控制，使得消化能按需要控制温度，如果有程序升温控制，就能有效达到需求。

　　2、消化炉需要具有很好的保温措施，如果保温材料势单力薄，很定会造成温度不稳定。消化炉较厚的保温层是温度稳定的需要。所以保温材料的厚度和材质是一个重要的指标、

　　3、加热体和热载体的选择，可以根据自己的需要选择不同的热载体。

　　消化炉指标要求：

　　1、温度要恒定，波动要小，每个样品可以有一致的消化时间。

　　2、每一个样品孔温度要一致，以免样品消化时间相差太大。

　　3、能有效的控制温度变化的过程，防止消化时的样品挂壁。

　　4、有效的保温措施，以提高炉腔内温度的恒定性。

　　远红外石英加热：

　　元件应用珠光乳白石英管配用电热材料，使原件具有优良可靠的远红外辐射特性，通电后，热材料发出的红外光与可见光中97%被乳白管所阻挡吸收使管壁温

　　红外石英消化炉可用于农业、林业、环保、地质、化工、食品等部门以及高等院校、科研部门对植株、种子、饲料、食品、土壤、矿石等消化。

　　石英结构加热原理：远红外石英加热元件运用珠光乳白石英管配用电热材料，使原件具有优良可靠的远红外辐射特性，通电后，热材料发出的红外光与可见光中97%被乳白管所阻挡吸收使管壁温度升高产生硅氧键分子振动辐射远红外线，这样使97%可见光和近红外光可转为远红外辐射。

　　远红外石英加热元件是以乳白石英管为红外辐射源，没有涂层，没有污染，没有有害辐射，化学稳定性好，耐高温，长久使用不变形，热稳定性好，加热温度可行选择。长期使用辐射性能不退变。并且使用寿命长，结构合理，热惯性极小，使用方便。

　　1、升温可控，杜绝消化挂壁现象，样品回收率好。

　　2、加热体(模块)采用红外石英管，耐强酸强碱、防爆裂，寿命长，减少维修成本，符合CE标准。

　　3、炉孔温度连续可调，升温速度快，且杜绝挂壁。

　　4、消化管受热面积大、温差小，样品消化一致性好，热效率高。

　　5、消化炉具有过流保护和漏电保护，保护人身安全。

　　6、采用双开关，电源和加热单独控制，便于安全参数设置，节约能源。

　　7、采用新一代数显控温仪，PID智能控制技术，控温精度高，简单易学。

　　8、消化炉有不锈钢排污罩，使消化管内逸出的SO2等有害气体，通过排污管经抽吸泵从水中排入下水道，有效地YZ有害气体的外逸。

　　在国标GBT177671-2008中规定了有机-无机复混肥料的检测方法，在其消化过程中单独提到了消化过程中出现泡沫的现象，也建议减少供热强度不产生泡沫以后继续加热，在实际操作中一般消化炉很难实现这一点。

　　农业部对于水溶肥料总氮、磷、钾含量的测量的规定确认凯氏定氮法为仲裁法，更加详细的规定了试样处理的不同方法。其中提到了试样会出现发烟、有些则出现