Industrielle Anwendungen von Feuchtigkeitsanalysatoren

Andy Tay, PhD ist ein freiberuflicher Wissenschaftsautor mit Sitz in Singapur. Er kann unter [email protected] erreicht werden.

Die Kontrolle des Wassergehalts ist in vielen biologischen und chemischen Anwendungen, einschließlich der Lebensmittel-, Pharma- und Kohlenwasserstoffverarbeitung, von entscheidender Bedeutung. Zur Quantifizierung des Wassergehalts wird ein Feuchtigkeitsanalysator verwendet. Allerdings sind je nach Zustand (fest, flüssig oder gasförmig) der Proben unterschiedliche Methoden erforderlich. In diesem Artikel untersuchen wir den Einsatz von Feuchtigkeitsanalysatoren für verschiedene Qualitätskontrollanwendungen.

Die Kontrolle der Feuchtigkeit in Lebensmitteln ist von entscheidender Bedeutung, da zu viel Feuchtigkeit das Wachstum schädlicher Mikroben fördern kann, während zu wenig Feuchtigkeit die Konsistenz und den Geschmack der Lebensmittel beeinträchtigen kann.

Der Wassergehalt in festen oder halbfesten Lebensmitteln kann mit Feuchtigkeitsmessgeräten mit der Methode des Trocknungsverlustes gemessen werden. Bei dieser Methode wird die Probe gewogen, getrocknet und erneut gewogen. Der Gewichtsunterschied ist die Masse des Wassers. Dies wird durch Feuchtemessgeräte mit einer präzisen elektronischen Waage und einem von einem Heizelement umgebenen Probenteller erreicht. Der gesamte Prozess kann automatisiert werden und durch den Einsatz eines Mikroprozessors kann die Erwärmung schnell und gleichmäßig erfolgen.

Pharmaunternehmen müssen konsistente Produkte sicherstellen. Arzneimittel in Form von Pillen verklumpen oder verlieren bei zu viel Feuchtigkeit ihre Bioaktivität. Bei zu wenig Feuchtigkeit können sie ihre Form verlieren. Die Karl-Fischer-Coulometrie wird häufig für pharmazeutische Anwendungen verwendet. Dabei wird festes Jod (schwarz) in Jodwasserstoff (farblos) umgewandelt, wenn Jod mit Wasser reagiert. Die Reaktion ist beendet, wenn kein Wasser mehr vorhanden ist. Da diese Reaktion wasserabhängig ist, kann die Luftfeuchtigkeit die Ergebnisse leicht beeinflussen. Daher wird das System normalerweise in einem Behälter mit Inertgasen wie trockenem Stickstoff durchgeführt. Beachten Sie, dass die Karl-Fischer-Coulometrie auch für Flüssigkeits- und Gasproben verwendet werden kann. Flüssige Proben können direkt in das Analyserohr oder die Analysezelle injiziert werden, während für Gasproben, beispielsweise in der petrochemischen Industrie, ein spezieller Aufbau erforderlich ist.

Feuchtebestimmer werden in fast allen Phasen der Kohlenwasserstoffverarbeitung in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt. Sie werden zur Analyse des Wassergehalts vor der Flüssigerdgasextraktion und zum Nachweis von Feuchtigkeitsspuren vor der Flüssigerdgasverflüssigung eingesetzt. Da Feuchtigkeit außerdem die Leistung von Raffinierungskatalysatoren beeinträchtigen kann, wird ein Feuchtigkeitsanalysator verwendet, um eine Kontamination des Katalysators während der Ölraffinierung zu verhindern. Weiter stromabwärts ist die Feuchtigkeitskontrolle für die petrochemische Produktion (z. B. Polymer und Gummi) von entscheidender Bedeutung, um die Qualität von Materialeigenschaften wie der Viskosität zu kontrollieren.

Aufgrund der kostbaren Natur von Kohlenwasserstoffen werden für genauere Messungen Feuchtemessgeräte mit hygroskopischem Quarzkristall verwendet. Anhand der Unterschiede in der Schwingungsfrequenz der Quarzkristalle und durch den Vergleich mit einer Kalibrierkurve kann der Wassergehalt in der Gasprobe bestimmt werden.

Der Wassergehalt in Proben kann durch Mechanismen bestimmt werden, die Änderungen in Farbe, Masse, Licht und sogar elektrischen Signalen beinhalten. Neben den besprochenen Anwendungen werden Feuchtebestimmer auch in vielen anderen Branchen wie der Halbleiterindustrie, der Papierherstellung und der Metallverarbeitung eingesetzt. Dieses Instrument ist sehr hilfreich bei der Qualitätskontrolle, um die Produktkonsistenz sicherzustellen.