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Mikrowellentechnik

Schnelle Reaktion: Feuchtegehalt bestimmen

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Mit Halogenstrahlung trocknen

Eine der schnellsten direkten Messmethoden für Feuchte und Feststoff ist die Mikrowellen-Trocknung. Nahezu alle festen, pastösen und flüssigen Produkte lassen sich mittels Mikrowellenstrahlung erwärmen. Bei der Mikrowellen-Trocknung werden die polaren Wassermoleküle der Probe (Käse, Kleber, Harz, Farbe, Wurst, etc.) einem fokussierten Mikrowellenfeld ausgesetzt, was wiederum zur Wärmeentwicklung im Inneren der Probe führt. Bei lösungsmittelhaltigen Proben, wie Industriechemikalien, Polymerlösungen, Kosmetika, Lacken, Klebern oder Harzen werden die Lösungsmittel zur Erwärmung angeregt und verdampfen aus der Probe bis der Feststoffgehalt vom Mikrowellentrockner ermittelt wird. Die Grenzen dieser Technik sind bei unpolaren Lösemitteln oder trockenen Substanzen wie Kunststoffgranulaten, Trockenfutter und Milchpulver erreicht. Hierfür wurde im Smart 6 die i­Power-Technik entwickelt – ein Zusammenspiel von Mikrowellen- und Halogenstrahlung – um sämtliche Probenarten zu trocknen.

Im Smart 6 wird das Probengut auf ein saugfähiges Probenträgermaterial gegeben und auf die im Mikrowellengerät eingebaute Waage gelegt (s. Abb. 1). Der Trocknungsverlauf ist direkt am die Erwärmung des Probengutes gekoppelt, sodass hier die Gefahr einer Zersetzung der Probe minimiert wird. Ein Temperatursensor regelt die iPower-Einkopplung zur Trocknung und verhindert ein Zersetzen der Probe bei gleichzeitig kontinuierlicher Wägung. Damit kann das Smart 6 auch für sensible Proben, Farben und Lacke, etc. eingesetzt werden. Um die gleiche Genauigkeit zu ermöglichen, die nach den DIN-Methoden mit Trockenschrank und Analysenwaage erreichbar ist, wurde das Smart Turbo mit einer eingebauten Waage mit einer Auflösung von 0,0001 g ausgestattet. Diese eingebaute Analysenwaage nimmt ständig das Probengewicht auf und sorgt während des Trocknungsvorganges für die Abschaltung bei Gewichtskonstanz nach wenigen Minuten Messdauer. Der entstandene Wasserdampf wird über ein Ventilationssystem schnell aus dem Probenraum transportiert. Zu den Anforderungen einer kurzen Messzeit und einer hohen Präzision kommt in der Praxis zudem die Frage der Vergleichbarkeit mit der „Standardmethode Trockenschrank“ oder der Karl-Fischer-Titration zum tragen. Hier zeigen Untersuchungen, dass mit dem CEM-Mikrowellentrockner vergleichbare Ergebnisse mit höherer Präzision erzielt werden und diese Technologie deshalb uneingeschränkt empfohlen wird. Die Einsatzgebiete des Smart 6 sind vielfältig, wie Tabelle 1 (finden Sie in der Bildergalerie) zeigt. In nahezu allen Industriebranchen ergeben sich für den Mikrowellentrockner drastische Zeitersparnisse und somit die Möglichkeit zur Kostensenkung. Für die Produktion bedeutet dies: Das Smart 6 kann direkt am Produktionsort aufgestellt werden, eine Probe wird entnommen und ins Gerät gegeben. Wenige Minuten später liegt das Ergebnis vor und es können gegebenenfalls Maßnahmen zur Nacharbeitung getroffen werden bzw. die Freigabe zum Abfüllen erteilt werden. Durch diese Schnell­analytik kann die Kesselbelegungszeit deutlich verkürzt werden.

Bildergalerie

Zusammenfassung

Der Umfang der Aufgaben in der Prozesskontrolle hat sich in den letzten Jahren nicht zuletzt auch aufgrund geänderter Gesetzgebung deutlich geändert. Jetzt sind vermehrt Analysensysteme gefragt, die vor Ort oder direkt im Betrieb eingesetzt werden können. Vor allem muss bei diesem Einsatzgebiet ein besonderes Maß an Sicherheit und Bedienerkomfort berücksichtigt werden. Hier bietet sich ein universelles Mikrowellen-/Halogen-Trocknungssystem zur Feuchtebestimmung bei Gehalten von 0,1% bis über 99% an. Daraus ergeben sich neben der Sicherstellung einer gleichbleibenden Qualität zudem erhebliche Einsparpotenziale für unterschiedlichste Industriezweige.

* U. Sengutta: CEM GmbH, 47475 Kamp-Lintfort

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