Restfeuchte messen

Brabender Messtechnik hat in den letzten Jahrzehnten intensiv den Bereich der Restfeuchtemessung durch Eigenentwicklungen vorangebracht. Die aktuelle AQUATRAC Produktreihe symbolisiert den neuesten Stand der Technik, zusammen mit den Brabender Messtechnik Attributen Robustheit, Tauglichkeit für den industriellen Alltag und herausragenden Service. Hier erklären wir unsere Messverfahren im Detail.

Restfeuchte messen mit der wasserselektiven Taupunktmessung

Das Feuchtigkeit messen per Analysenwaage (sogenannte gravimetrische Analyse unter Verwendung von Halogen- oder Infrarot-Lampen) fehlerhaft sein kann, ist bekannt: Diese Verfahren neigen dazu, andere flüchtige Probenbestandteile wie Additive mitzumessen und damit den Wassergehalt zu überschätzen. Ebenso ist bekannt, dass chemische Verfahren wie die Karl-Fischer-Titration zu aufwendig sind für die schnelle Restfeuchte-Analyse im hektischen Industriealltag. Mit der wasserselektiven Taupunktmessung stellt Brabender Messtechnik® der Restfeuchtebestimmung mit Hilfe von Calciumhydrid nun ein weiteres, ausgesprochen präzises Verfahren an die Seite, das auf vielfachen Kundenwunsch ganz ohne Reagenz auskommt und trotzdem wasserselektiv arbeitet.

AQUATRAC-V Messgraph

Taupunktmessung - Messablauf

Der Taupunkt ist per Definition eine Temperatur. Gasförmiges Wasser kann auf einer Oberfläche kondensieren. Die Temperatur ab der die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit auf einer kühlen Oberfläche kondensiert, ist der Taupunkt. Die Taupunktmessung erfolgt mit einem kapazitiven Sensor. Da Wasser ist ein stark polares Molekül ist, bewirkt es eine Kapazitätsänderung am Sensor. Deshalb kann Wasser mit einem kapazitiven Sensor hervorragend gemessen werden. Der Taupunkt ist physikalisch exakt mit dem Wassergehalt der Luft und der Gas-Temperatur verknüpft. Aus diesen Messwerten wird die absolute Wassermenge in der AQUATRAC Station errechnet. Und damit der präzise Wassergehalt der Probe.

Das Wasser wird durch Unterdruck und erhöhte Temperaturen besonders effektiv und schnell der Probe entzogen. Das Vakuum erzeugt dabei nicht nur einen hohen Konzentrationsgradienten zwischen Probe und der Messkammer, der dafür sorgt, dass das in der Probe enthaltene Wasser vollständig aus dem Material verdampft. Es bedingt auch, dass sich das Wasser aus der Probe nicht auf den Leitungswänden des Geräts abscheiden kann. Das Innere der AQUATRAC Station besteht aus ausgewählten, hydrophoben, also wasserabstoßenden Materialien. Die Wasserdampf-Desorptionsraten sind bekannt und werden in der Auswertung der Messung berücksichtigt. Zugleich steigert das Vakuum die Genauigkeit der Analyse, da der Sättigungsdampfdruck und die Taupunkt-Temperatur exponentiell miteinander verknüpft sind.

Restfeuchte messen mit der Calciumhydrid-Methode

Calciumhydrid-Methode - Messablauf

Wasser und Calciumhydrid reagieren miteinander unter Wasserstoffentwicklung nach; folgender Reaktionsgleichung: CaH2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + 2 H2 Diese Reaktion läuft beim AQUATRAC-V in einem geschlossenen Gefäß, dem Reaktionsgefäß, ab. Es wird vor der Messung mit einer eingebauten Vakuumpumpe evakuiert und während der Messung elektrisch beheizt. Der durch die Erwärmung frei werdende Wasserdampf reagiert mit dem Calciumhydrid und der Druck im Messsystem steigt durch den sich entwickelnden Wasserstoff. Der Gasdruck ist der eingebrachten Wassermenge proportional, denn die Reaktion ist spezifisch für Wasser. Der Gasdruck ist die Messgröße dieser Methode. Das Verhältnis von Wassermenge und Probegewicht wird berechnet und das Ergebnis in %, ppm und mg Wassergehalt angezeigt. Andere flüchtige Substanzen werden in einer Kühlfalle bei Raumtemperatur kondensiert und nehmen somit an der Messung nicht teil. Aufgrund dessen handelt es sich um eine Absolutmessmethode ausschließlich für Wasser wie auch beschrieben in der Norm DIN EN ISO 15512:2019 als Methode E – Bestimmung des Wassergehaltes durch das Calciumhydrid-Verfahren.
AQUATRAC-V-Messprinzip

Calciumhydrid-Methode - Reagenz

Als wasserspezifisches Reagenz wird Calciumhydrid in Granulatform verwendet. Es ist nicht giftig und umweltverträglich, so dass keine aufwendige Entsorgung erforderlich ist. Mit Hilfe eines Dosierlöffels wird das Reagenz in den Reagenzeinsatz im AQUATRAC-V gefüllt. Entgegen der herkömmlichen Handhabung werden nun bei jeder Messung nur noch ca. 0,3 g Calciumhydrid zugeführt und bei der nächsten Messung ersetzt. Das macht die Nutzung des AQUATRAC-V noch intuitiver. Hinzukommt, dass die entstehende Menge Wasserstoff bei jeder Messung garantiert minimal ist.