TARİFNAME. Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanı ve bahsedilen ajanla gerçekleştirilen pişirme yöntemi

Transkript

1 TARİFNAME Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanı ve bahsedilen ajanla gerçekleştirilen pişirme yöntemi Teknik Alan Buluş, seramik ve cam sektörlerinde kullanılan bir redüksiyon ajanı ve pişirme yöntemi ile ilgilidir. Buluş özellikle; redüksiyonlu pişirmeye elverişli olmayan elektrikli fırınlarda, redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanı ve bahsedilen ajanla ortaya konan pişirme yöntemi ile ilgilidir. Tekniğin Bilinen Durumu Günümüz seramikçiliğinde pişirim fırınlarında ısıtıcı eleman olarak krom nikel teller kullanılmaktadır. Mevcut fırınların çok büyük bir bölümünün iç mekanda çalışmaları ve krom nikel tellerin, yapıları gereği redüksiyonlu pişirime elverişli olmamasından dolayı; seramikçiler nötr atmosfer pişirimi dışında diğer pişirimleri bu fırınlarda gerçekleştirememektedirler. Literatürde, konu ile ilgili yer alan patentlerden biri; US A numaralı başvurudur. Söz konusu başvuruda, indirgenmiş bir atmosfer yaratılan elektrikli bir fırından bahsedilmektedir. İlgili dokümanda redüksiyon ajanı olarak karbon içeren materyallerin ve tercihen kömür briketlerinin kullanıldığı belirtilmektedir. JP A numaralı patent başvurusunda ise, kömür, kokkömürü, odun gibi indirgeyici ajanların kullanıldığı elektrikli bir fırından bahsedilmektedir. Pişirilecek maddelerin bir kılıfa konduğu ve pişirme esnasında kılıfın içerisinde toplanan gazların bir vakum pompası aracılığıyla boşaltıldığı bir yöntemden bahsedilmektedir. 1

2 Sonuç olarak yukarıda anlatılan olumsuzluklardan dolayı ve mevcut çözümlerin konu hakkındaki yetersizliği nedeniyle ilgili teknik alanda bir geliştirme yapılması gerekli kılınmıştır. Buluşun Amacı Mevcut buluş, yukarıda bahsedilen gereksinimleri karşılayan, tüm dezavantajları ortadan kaldıran ve ilave bazı avantajlar getiren bir redüksiyon ajanı ve bahsedilen ajanla ortaya konan pişirme yöntemi ile ilgilidir. Buluşun öncelikli amacı, buluş konusu redüksiyon ajanı sayesinde sır pişirimi yapılan elektrikli fırınların redüksiyonlu pişirme yapmasının sağlanmasıdır. Önceki teknikte gerçekleştirilemeyen bu işlem, başvuru ile ortaya konan redüksiyon ajanı ve bu ajanla gerçekleştirilen pişirme ile, iç mekanlarda dahil olmak üzere sorunsuz bir şekilde sağlanabilmektedir. Böylece ek bir donanıma veya eğitime gerek duyulmadan, redüksiyonlu pişirme sağlanabilecektir. Buluşun bir amacı, buluş konusu petrolyum ve selüloz bazlı bir karışımın oluşturduğu redüksiyon ajanının enjeksiyon ile fırına beslenmesi yöntemiyle temiz bir yanmanın sağlanmasıdır. Kullanılan ajan ve ajan aracılığıyla gerçekleştirilen yöntemle mükemmel bir redüksiyon sağlanmaktadır. Yukarıda anlatılan amaçların yerine getirilmesi için; gümüş nitrat, etanol, terebentin yağı, aseton ve bizmut bileşiği içeren bir redüksiyon ajanı ve bahsedilen redüksiyon ajanının elektrik fırınına en az bir kere enjekte edilmesiyle gerçekleştirilen pişirme yöntemi geliştirilmiştir. Buluşun yapısal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajları aşağıda verilen şekiller ve bu şekillere atıflar yapılmak suretiyle yazılan detaylı açıklama sayesinde daha net olarak anlaşılacaktır ve bu nedenle değerlendirmenin de bu şekiller ve detaylı açıklama göz önüne alınarak yapılması gerekmektedir. 2

3 Buluşun Anlaşılmasına Yardımcı Olacak Şekiller Şekil-1 de, buluş konusu redüksiyon ajanı ile yapılan alternatif bir pişirme yönteminin sıcaklık-zaman grafiğinin görünümü sunulmaktadır. Buluşun Detaylı Açıklaması Bu detaylı açıklamada, buluş konusu bir redüksiyon ajanı ve bahsedilen ajanla ortaya konan pişirme yönteminin tercih edilen yapılanmaları, sadece konunun daha iyi anlaşılmasına yönelik olarak ve hiçbir sınırlayıcı etki oluşturmayacak şekilde açıklanmaktadır. Redüksiyonlu pişirmeye elverişli olmayan elektrikli fırınlarda, redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanı; gümüş nitrat, etanol, terebentin yağı, aseton ve bizmut bileşiği içermektedir. Buluş konusu redüksiyon ajanın ağırlıkça kullanılabilir ve tercih edilen yüzde miktarları aşağıda Tablo 1 de belirtilmiştir. Tablo 1: Redüksiyon ajanın ağırlıkça kullanılabilir ve tercih edilen yüzde miktarları Unsur Adı Ağırlıkça tercih edilen miktar (%) Ağırlıkça kullanılabilir miktar (%) Gümüş Nitrat (AgNO3) Etanol (C 2 H 5 OH) Terebentin Yağı (C5H8) Aseton (C 3 H 6 O) Bizmut bileşiği Gümüş Nitrat (AgNO 3): redüksiyondaki metalize efektlerin görünür olmasına yardımcı olmaktadır. Sırlanmamış yüzeylerdeki kil bünyeyi metalize göstermektedir. Etanol (C 2H 5OH): Ajan formülündeki tüm bileşenlerin yüksek ısı ile temas etmesi anında yakıt olarak işlev gösterip hızlı ve yüksek bir yanma etkisi göstermektedir. Terebentin Yağı(C 5H 8): Redüksiyonun gerçekleşmesi için gereken karbonu oluşturan 3

4 en önemli maddedir. Terebentinin yüksek saflıkta kullanılması çok önemlidir. Kirli terebentin yağlar dengesiz karbon salınımı yaptığından fazladan duman üretmektedir. Bu durumda Aseton yüzdesinin artırılmasıda sorunu çözmek için etkisiz kalmaktadır. Aseton (C 3H 6O): Etanolün terebentin ve diğer bileşenlerle düzgün ve homojen bir şekilde karışmasına yardımcı olmaktadır. Ayrıca yanmada güçlü bir katalizör etkisi göstermekte ve fazladan duman oluşmasını dengelemektedir. Bizmut bileşiği: Bizmut meydana gelen redüksiyonun cam üzerine tutunması efektinin camsılaşmasını sağlayan bir maddedir. Düşük dereceli Cone 04 ve orta dereceli Cone 6 aralığındaki pişirimlerde olumlu etki göstermektedir. Ancak bizmut (III) nitratın bulunamadığı durumlarda tercihen bizmut klorür (BiCl3) ile de yakın sonuç elde edilmektedir. Redüksiyon ajanı için bizmut klorür kullanılacaksa; %7 den fazla kullanılmamalı ve karışıma katılmadan önce %15 kullanılacak olan aseton ile tamamen çözüldükten sonra formüle eklenmelidir. Aksi taktirde tuz, tam olarak çözülmemekte ve enjektörü tıkayarak püskürtmeye engel olabilmektedir. Ayrıca bizmutun asetat ve sülfat bileşiklerinde de olumlu etki alınmıştır. Malzemenin uygulamaya hazırlanması: Gümüş nitrat açıkta bırakıldığında havadan etkilenmektedir. Hidrojen sebebi ile sıvı olan gümüş nitrat tartımda yanıltabileceğinden, reçete hazırlarken kristal durumda olan gümüş nitratın kullanılması önerilmektedir. Aseton ile çözülmüş olan bizmutlu karışımın içerisine sırası ile gümüş nitrat, terebentin yağı ve en son etanol eklenir. Uzun süre karıştırılmakta veya çalkalanmaktadır. Terebentin yağı kullanılmadan önce benmari su banyosunda 1 saat kadar bırakılması sonrası oda sıcaklığına gelinceye kadar dinlendirildikten sonra karışıma eklenmesi ajanın homojenliği açasından kalite sağlamaktadır. Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanının fırına belirli sıcaklık ve zamanlarda enjeksiyonuyla redüksiyonlu pişirme gerçekleştirilmektedir. Yapılacak enjeksiyonun sayısı, daha az veya koyu redüksiyon efektlerinin istenmesi halinde değişkenlik gösterebilmektedir. Cam veya sırın tipi, pişirimin yapıldığı fırının homojen ısı dağlımı, izolasyonu, ajanın performansını etkilemektedir. Teknik olarak tek basamakta eser miktarda redüksiyon 4

5 nüveleri görmek güç de olsa mümkündür. Ancak redüksiyon basamak ve sıklıklarının artırılması istenilen efektin görünürlüğünü, kalıcılığını ve etki alanını artırmaktadır. İlk enjeksiyon mutlaka 1000 C veya alt1nda ba_lamal1d1r. 500 C nin alt1nda redüksiyon yapılmamalıdır. Yani enjeksiyon işleminin C aral1 1nda yap1lmas1 gerekmektedir. 600 C 500 C lerde art1k f1r1n kapa 1 aç1lmadan yava_ bir so utma yap1lmas1 önemlidir. Optimum redüksiyon için 5 basamakta ajan enjeksiyonu önerilmektedir. Tablo 2 de, beş basamaklı olarak gerçekleştirilen enjeksiyon işleminin gerçekleştiği sıcaklık değerleri verilmektedir. Bahsedilen redüksiyon ajanının miktarı her 20 litre hacimlik fırın için 50cc olacak şeklinde olmalıdır. Tablo 2: Enjeksiyon adımlarının gerçekleştirileceği sıcaklık değerleri Enjeksiyon adımı Enjeksiyonun yapılacağı sıcaklık ( C) 1. enjeksiyon enjeksiyon enjeksiyon enjeksiyon enjeksiyon 550 Buluş konusu redüksiyon ajanı ile yapılan alternatif bir pişirme yöntemine örnek olarak şu sıcaklık ve süre değerleri verilmektedir: 1230 C ye kadar 1s1t1lm1_ s1r art1k so uma evresine geçmi_tir. 210 dakika sonra f1r1n 900 C ye dü_tü ünde kapa 1 aç1l1r ve 50cc lik ilk enjeksiyon f1r1na b1rak1lmaktadır. 260 dakika sonra 2. enjeksiyon 850 C de yap1lmaktad1r. 280 dakika sonra 3. enjeksiyon 750 C de yap1lmaktad1r. 300 dakika sonra 4. enjeksiyon 650 C de yap1lmaktad1r. 340 dakika sonra 5. enjeksiyon 550 C de yap1lmaktad1r. İSTEMLER Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanı olup özelliği; gümüş nitrat, etanol, terebentin yağı, aseton ve bizmut bileşiği içermesidir. İstem 1 e uygun redüksiyon ajanı olup özelliği; ağırlıkça %22-30 oranında gümüş 5

6 nitrat, %20-25 oranında etanol, %20-25 oranında terebentin yağı, %15 oranında aseton ve %7-10 oranında bizmut bileşiği içermesidir. İstem 1 veya 2 ye uygun redüksiyon ajanı olup özelliği; bahsedilen bizmut bileşiğinin bizmut (III) nitrat, bizmut klorür, bizmut asetat, bizmut sülfat grubundan seçilen bir bileşik olmasıdır. Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan bir pişirme yöntemi olup, özelliği; İstem 1 de bahsedilen redüksiyon ajanın elektrikli fırına en az bir kere enjekte edilmesi işlem basamağını içermektedir. İstem 4 e uygun bir pişirme yöntemi olup, özelliği; bahsedilen enjeksiyon işleminin C aral1 1nda yap1lmas1d1r. İstem 4 e uygun bir pişirme yöntemi olup, özelliği; bahsedilen redüksiyon ajanının miktarının her 20 litre hacimlik fırın için 50cc olmasıdır. ÖZET Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan redüksiyon ajanı ve bahsedilen ajanla gerçekleştirilen pişirme yöntemi Elektrikli fırınlarda redüksiyonlu pişirmeye olanak sağlayan gümüş nitrat, etanol, terebentin yağı, aseton ve bizmut bileşiği içeren redüksiyon ajanı ve bahsedilen redüksiyon ajanın elektrikli fırına enjeksiyonuyla gerçekleştirilen pişirme yöntemi ile ilgilidir. Şekil 1 6