Partikelanalyse, Teil 1

Climatic Glove Box

Ein Großteil der Erzeugnisse aus den Industriebereichen Chemie, Düngemittel, Lebens- und Futtermittel, sowie der pharmazeutischen Industrie werden meist als Pulver, Granulate oder Pellets hergestellt und vertrieben. Alle diese Schüttgüter weisen produktspezifische Eigenschaften auf, welche maßgeblich ihr Verhalten während der Herstellung, Lagerung und Transport bestimmen. Diese Eigenschaften werden ihrerseits von äußeren Umgebungseinflüssen (Temperatur, Luftfeuchte) beeinflusst.

Die messtechnische Erfassung von Produkteigenschaften erfolgt sowohl produktionsbegleitend in der Qualitätssicherung als auch bereits in der Produktentwicklung. Hierzu existiert eine Vielzahl an  unterschiedlichen Analysemethoden und Messapparaturen. Einige Beispiele hierfür sind: 

• Mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Deformations- Bruchverhalten)
• Bestimmung von Fließeigenschaften
• Texturanalyse
• Glasübergangsbereiche
•   ... 

Solche Messungen werden üblicherweise nicht unter kontrollierten Umgebungsedingungen durchgeführt. Oftmals werden die zu vermessenden Proben zwar in einem Klimaschrank konditioniert, die Messung findet jedoch unter unkontrollierten Raumbedingungen statt. Dies bedeutet, je nach Tageszeit, Jahreszeit und Witterung unterliegen Temperatur und relative Luftfeuchte einer gewissen Schwankungsbreite. Wechselnde Umgebungsbedingungen können jedoch bereits bei sehr kleinen Änderungen die oben genannten Eigenschaften vieler Produkte stark verändern. In solchen Fällen sind Messergebnisse nicht mehr exakt reproduzierbar, die notwendige Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung ist nicht mehr gegeben.

Um Messungen an partikulären Systemen unter konstanten klimatische Bedingungen zu ermöglichen, wurde eine Climatic Glove Box entwickelt. Diese ist im Prinzip eine Kombination eines Klimaschrankes mit einer Glove Box (Siehe Abbildung). Temperatur und relative Luftfeuchte innerhalb der Climatic Glove Box können präzise geregelt werden. Messapparaturen für die Partikelanaylse werden im Inneren der Box platziert. Die Bedienung der Apparaturen erfolgt von außen über die Handschuhdurchgriffe. Die zu messenden Proben können über eine Schleuse in den Inneraum eingebracht werden. Mit diesem System ist es möglich, Partikelanalysen reproduzierbar unter konstanten Umgebungsbedingungen durchzuführen. Die Temperaturregelung erfolgt über einen Wärmetauscher im Inneren der Box und kann im Bereich -10°C bis +60°C mit einer Genauigkeit von 0,1°C eingestellt werden. Die Regelung der  relativen Luftfeuchte erfolgt durch Zudosierung von trockener bzw. feuchter Luft und kann im Bereich 10% bis 95% mit einer Genauigkeit <1% variert werden.

Weitere Informationen unter: www.imip.de

Projektbearbeiter: 

Dipl.-Ing. (FH) Roman Kirsch

Dipl.-Inf. (FH) Laurent Gilson

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Bröckel