Anwendungsbereiche DVS
Zu den ersten Anwendungsbereichen für automatisierte Wasserdampfsorptionsmessungen gehörte die pharmazeutische Entwicklung. Inzwischen hat sich die DVS-Analytik als Standardmethode auch in vielen anderen Industriezweigen etabliert, sodass ein DVS-System in den meisten Laboren zur Grundausstattung gehört. Neben vielen weiteren kleineren Einsatzfeldern findet die dynamische Wasserdampfsorption vor allem in den Bereichen Pharmazie, Lebensmittel- und Futtermitteltechnik, Feinchemikalien, Düngemittel, Waschmittel, Kosmetik, Baustoffe, Textilien, Elektronik und Archäologie Anwendung. Die Multiproben-Sorptionsprüfsysteme von proUmid werden von führenden Wissenschaftlern und Herstellern weltweit eingesetzt. Auf diesen Seiten stellen wir Ihnen Anwendungsbeispiele für den Einsatz der dynamischen Wasserdampfsorption bei der Entwicklung neuer Produkte, der fertigungsbegleitenden Qualitätssicherung sowie in Wissenschaft und Forschung vor.
Pharmazeutische Industrie
In der pharmazeutischen Industrie kommen Materialien auf vielen verschiedenen Wegen in Kontakt mit Wasser, wie zum Beispiel bei Verarbeitungsschritten wie Kristallisationsprozessen, Sprühtrocknung oder Nassgranulation. Auch bei der Lagerung und dem Transport sind pharmazeutische Ausgangsstoffe oder Endprodukte typischerweise einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre ausgesetzt, wodurch Wechselwirkungen zwischen Feststoffkomponenten und Wasser auftreten. Bei Mehrkomponenten-Formulierungen kann zudem eine Migration von Wasser zwischen feuchten und trockenen Bestandteilen stattfinden. Im Hinblick auf das Verdichtungsverhalten bei der Tablettierung ist ein gewisser Feuchtegehalt erforderlich, um zufriedenstellende Produkte zu erhalten.
Lebensmittelforschung
Wasser ist einer der kritischsten Bestandteile von Nahrungsmitteln, da der Feuchtegehalt und im speziellen die Wasseraktivität, die Haltbarkeit, Qualität sowie die physikalischen und sensorische Eigenschaften beeinflussen. Beispiele hierfür sind Fließfähigkeit, Klebrigkeit, Knusprigkeit oder die Textur der Produkte, die sich in Abhängigkeit der Produktfeuchte ändern. Eine Änderung, sowohl durch Zunahme als auch durch Verlust von Feuchtigkeit, kann dabei während des Transports, der Lagerung, Verarbeitung oder Handhabung des Produkts stattfinden. Dabei kann der Feuchtigkeitstransfer zwischen einzelnen Zutaten oder zwischen dem Produkt und der Umgebung stattfinden. Um diese Effekte näher zu charakterisieren, ist die Methode der dynamischen Wasserdampfsorption in der Lebensmittelforschung in zahlreichen Anwendungen weit verbreitet.
Baustoffe & Bauphysik
Der Begriff „Baustoffe“ umfasst eine große Gruppe verschiedener Materialien wie Beton, Gips, Keramik, Holz, Materialien zur Feuchte- und Wärmedämmung sowie Farben und Lacke. Diese heterogenen Stoffe werden in vielen verschiedenen Bereichen verwendet. Beispiele hierfür sind die Konstruktion von Bauwerken, beim Innenausbau oder der Renovierung von Gebäuden. Dabei spielt die Wechselwirkung dieser Materialien mit Wasser eine wichtige Rolle, um so die Eignung für eine bestimmte Anwendung zu beurteilen.
Verpackung und Permeabilität
Verpackungsmaterialien und Polymerfolien sollen eine Barriere gegen ungünstige klimatische Bedingungen darstellen, um den Verlust oder die Aufnahme von Feuchtigkeit durch das verpackte Produkt zu verhindern. Das entscheidende Kriterium hierfür ist die Wasserdampf-Permeabilität. Darüber hinaus spielt die Feuchtigkeitsaufnahme durch das Verpackungsmaterial selbst eine wichtige Rolle, um dessen Funktionalität zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist die Kenntnis über die Wasserdampfsorption und -permeabilität zwingend erforderlich, um ein Verpackungsmaterial an die jeweiligen Anforderungen anzupassen.
DVS Grundlagen
Die dynamische Wasserdampfsorptionsanalyse ist eine präzise und zuverlässige Methode zur Untersuchung der temperaturabhängigen Wechselwirkungen zwischen einem Material und der Umgebungsfeuchte. Die Funktionsweise der proUmid-Sorptionsprüfsysteme besteht darin, die Gewichtsänderung einer Probe in Abhängigkeit der vorliegenden Umgebungsbedingungen zu ermitteln. Auf diese Weise werden Informationen über die Kinetik der Wasserdampfsorption und -desorption sowie über den Gleichgewichtszustand in Abhängigkeit einer gegebenen relativen Umgebungsfeuchte gewonnen.
DVS & Zusätzliche Sensoren
Zusätzliche Sensoren, wie z.B. eine Kamera oder Raman-Sonde in Kombination mit der dynamischen Wasserdampfsorptionsanalyse, ermöglichen tiefere Einblicke in feuchtebedingte Materialveränderungen. Die zusätzlichen Komponenten können mit speziell entwickelten Sensorhalterungen einfach an den proUmid-Geräten angebracht werden. Die vollständige Integration der Sensoren in die SPS-Software ermöglicht eine komfortable Messung und Auswertung der Ergebnisse. Mit Hilfe des Kamerasystems ist es möglich, Farbveränderungen, das Auftreten von Deliqueszenz und feuchtigkeitsabhängige Ausdehnung oder Schrumpfung eines Materials direkt zu beobachten. Typische Anwendungen der Raman-Spektroskopie sind die Untersuchung von feuchtigkeitsinduzierter Kristallisation, Hydratbildung und die Analyse polymorpher Formen. Die Kombination von DVS-Analysen mit zusätzlichen Sensorkomponenten ermöglicht somit nicht nur eine genaue und zuverlässige Untersuchung der Material-Feuchtigkeits-Wechselwirkung, sondern auch ein detaillierteres Verständnis der daraus resultierenden Veränderungen im Material.
Feuchtekonditionierung von Pulvern
Der proUmid Powder Conditioner ermöglicht die präzise Feuchtekonditionierung von Pulvern, Granulaten und stückigen Proben. Durch kontrollierte relative Luftfeuchte werden die Materialeigenschaften optimiert, um Verarbeitungsprozesse wie Tablettieren oder Dosieren zu verbessern.
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proUmid ist spezialisiert auf die Herstellung und weltweiten Vertrieb von Systemen zur Messung der Sorptionseigenschaften von Materialien sowie von Feuchtegeneratoren für analytische Anwendungen. Unsere Geräte und Instrumente werden weltweit in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen zur Wasserdampfsorption sowie zur Regelung der relativen Feuchtigkeit in Analysegeräten eingesetzt.