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JAN 2008

Feuchtemessung in industriellen Prozessen

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Teil 2: Online-Feuchtemessfühler – Möglichkeiten der Kalibration

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Über den Einsatz von Messgerä- ten zur Bestimmung der Materialfeuchte mit unterschiedlichen Messprinzipien gibt es eine Vielzahl von Anwenderberichten. Es ist jedoch nach wie vor ein Problem, die im laufenden Produktionsprozess erzielten Messdaten unmittelbar auf gesetzliche Standards zurückzuführen. Die Ursache liegt darin, dass die Online-Messfühler zum Teil nicht ausreichend kalibriert werden beziehungsweise nicht kalibrierbar sind und dass die Referenzmessverfahren zu wenig dem Messgut angepasst sind. Im Folgenden werden Möglichkeiten dargestellt, wie diese offene Kette in der Qualitätssicherung geschlossen werden kann.

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dargestellt, wie diese offene Kette in der Qualitätssicherung geschlos sen werden kann. Beschreibung des Referenz verfahrens Um bei der Online-Feuchtemes sung zuverlässige Ergebnisse zu erzielen, ist eine Kalibration der Messfühler notwendig. Die in der Praxis üblichen Referenzverfahren (siehe Teil 1 dieses Fachbeitrags in SILO WORLD 1/2008, Seite 6–13) Thermogravimetrie, Karl-Fischer Titration, Calzium-Karbid-Metho de und Gleichgewichtsfeuchteme Über den Einsatz von Messgerä- ten zur Bestimmung der Materi alfeuchte mit unterschiedlichen Messprinzipien gibt es eine Vielzahl von Anwenderberichten. Es ist je doch nach wie vor ein Problem, die im laufenden Produktionsprozess erzielten Messdaten unmittelbar auf gesetzliche Standards zurück zuführen. Die Ursache liegt darin, dass die Online-Messfühler zum Teil nicht ausreichend kalibriert werden beziehungsweise nicht kalibrierbar sind und dass die Re ferenzmessverfahren zu wenig dem Messgut angepasst sind. Im Folgenden werden Möglichkeiten thode liefern absolute Messwerte zum Wassergehalt in festen und flssigen Materialien. Diese Messdaten sind jedoch nicht unmittelbar miteinander vergleich bar, da sie verschiedene Wasserbin dungen im Material darstellen (Ta belle 1). Ebenso ist zu berücksichti gen, dass auf das Messergebnis wei tere Komponenten einwirken: die materialspezifichen Eigenschaften des Messgutes, das Messprinzip des Online-Messfühlers und die Dr.-Ing. Wernecke ist auch Refe rent auf dem 17. Schüttgut-Tag am 19. und 20.6.2008 Art und Weise der Durchführung der Referenzmessung. Ein Beispiel, wie vor allem in biologischen Materialien die Prozessparameter auf die Art der Bindung und der Anlagerung von Wasser reagieren, stellt Abbildung 2 dar. So wie sich die Wasseranlagerung ändern kann, sind auch unterschiedliche Messergebnisse zu erwarten. Eine weitere Voraussetzung für eine zuverlässige Kalibration liegt im Messfühler selbst. Der Messfühler muss in den technischen Daten bezüglich der Langzeitstabilität und der Reproduzierbarkeit der Messwerte bei baugleichen Messfühlern festgelegte Fehlertoleranzen einhalten. Diese müssen messtechnisch nachgewiesen werden können, was bei komplexen Messsystemen aufwendig sein kann. Eine wesentliche Einflussgröße auf die Genauigkeit, mit der eine Referenzmessung durchgeführt werden kann, ist die Probennahme und Probenaufbereitung. Die Gewinnung und die Konditionierung einer Probe sind stets materialspezifich. Erfahrungsgemäß entscheidet sich bereits in diesem Arbeitsschritt, welche Qualität das Endergebnis der Messung hat. Auf diese Problematik soll jedoch in diesem Zusammenhang nicht näher eingegangen werden. Die Schwierigkeit bei der Materialfeuchtemessung besteht oft darin, dass sich der gemessene Anteil Wasser nicht eindeutig im Sinne der Rückführbarkeit auf eine SIEinheit beziehen lässt. Das heißt, mit den Referenzverfahren wird beispielsweise die Masse Wasser in einer Probe bestimmt. Diese kann jedoch von der Temperatur und der Zeit abhängen, in der die Messung mit einem thermogravimetrischen Verfahren erfolgte. Im Material können weiter Wasserbestandteile enthalten sein, die nur über eine weitere Energiezufuhr freigesetzt werden können. Eine erhöhte Energiezufuhr kann aber beispielsweise zur Schädigung oder Veränderung des Produktes führen und wäre somit nicht möglich. An dem Beispiel zeigen sich die Grenzen, in denen eine „vollständige“ Bestimmung des Wassergehaltes erfolgt. Für eine standardgerechte Messung ergibt sich daraus die Konsequenz, dass die Referenzmessung im Ablauf und in den Messparametern genau beschrieben werden muss. In den labortechnischen Vorschriften gibt es zahlreiche Anweisungen für die Durchführung der Feuchtemessung an unterschiedlichsten Materialien. Sind diese Anweisungen
 
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