DVS – Dynamische Wasserdampf- und Lösemittelsorption

Porotec etablierte im deutschsprachigen Raum die dynamische Dampfsorption DVS (englisch „Dynamic Vapour Sorption“) bereits seit 1996 zu einer Standardtechnik, mit der in deutlich verkürzter Zeit die vielfältigen Wechselwirkungen von Materialien mit Wasserdampf untersucht werden können. Luftfeuchte spielt in allen Lebensbereichen eine essentielle Rolle.

Applikationen finden sich u. a. in den Bereichen ­Pharmazie, Lebensmittel, Biologie, Baustoffe, Textilien und Energietechnik. Die temperaturkontrollierten DVS-Geräte sind zur Messung der Aufnahme und Abgabe (Sorption) des Dampfes durch die zu untersuchenden Materialien mit hochempfindlichen Mikrowaagen ausgestattet. Die relative Luftfeuchte wird dynamisch über die Mischung eines trockenen und eines mit Dampf gesättigten Trägergasstromes mittels hochpräziser elektronischer Massenflussregler generiert. Das dynamische Prinzip erlaubt die vollständige Bestimmung einer Isotherme über die gesamte Feuchte innerhalb weniger Stunden und Tage im Vergleich zum Monate dauernden statischen Prinzip.

Heute vertreibt Porotec die DVS Geräte der Firma TA Waters, die sich durch eine Reihe von technischen Vorteilen auszeichnen. Allen TA Geräten gemeinsam ist der symmetrische Aufbau zur Minimierung von Auftriebseffekten sowie
die integrierte Peltiertemperierung. Dadurch entfällt das im Vergleich zu herkömmlichen Inkubatoren zeitaufwendige Abtauen. Die Temperaturkonstanz von +/- 0,1°C ist deutlich stabiler, ebenso sind schnellere Temperaturwechsel z.B. zur Messung von Isobaren möglich.

Die gezielte Temperierung sichert einen 100 % gesättigten Trägergasstrom bei höchster Flussrate, unabdingbar für die Generierung relativer Feuchten bis 98 % auch bei hohen Temperaturen. Eine Korrektur der Massenflussregler über extra zu erstellende Tabellen entfällt hierbei. Die eingesetzten Balken-Mikrowaagen mit ausgezeichneter Langzeitbasislinienstabilität und einer Kapazität von 1 g besitzen eine Empfindlichkeit < 0,1µg.

Das Q5000 SA ist ein hochgenaues DVS System für Wasserdampfsorption im Temperaturbereich von 5°C–85°C und 0 % –98 % rel. Feuchte. Salzvaliderungstests bestätigen die präzise Generierung hoher Feuchten auch bei 85°C. Die Beladung der Proben erfolgt automatisch über ein Karussell, das bis zu 25 offene oder für vorkonditionierte Proben versiegelte Probenbehälter trägt, die erst kurz vor der Messung automatisch geöffnet werden.

Das Messprotokoll jeder einzelnen Probe ist individuell erstellbar. Der serielle Probengeber führt nach Ende der Messung automatisch die Probenwechsel durch, damit ist ein kontinuierliches Durchmessen von Probenreihen zeitunabhängig möglich. Durch die Einzelmessung entfällt die Gefahr einer möglichen Kreuzkontamination wie bei Multisamplersystemen mit mehreren Proben innerhalb einer Probenkammer.

Das kompakte Tischgerät VTI SA wird zur Messung von Wasserdampf und Lösemitteln im Temperaturbereich von 5°C bis 60°C eingesetzt. Mit dem präzisen Tauspiegelsensor erfolgt per PID-Regelung die Wasserdampfgenerierung. Ansonsten sichert die erhöhte Temperatur des Flüssigkeitsreservoirs unabhängig von Abkühleffekten einen gesättigten Gasstrom auch bei 2,5fach höherer Flussrate im Vergleich zu herkömmlichen Geräten, mit in der Folge deutlich schnelleren Gleichgewichtseinstellungen. Optional lassen sich Video, Raman und andere Techniken implementieren. Der leicht zugängliche Probenraum ist großzügig bemessen, geeignet z.B. zum problemlosen Messen von Folien. Das System erlaubt ein programmiertes Ausheizen des gesamten Probenraums bis zu 150°C. Die Geräte werden mit einer lizenzfreien leistungsstarken Steuer- und Auswertesoftware geliefert.