NIMBUS

Partikelgrößenanalyse von unter 0,1 µm bis 3.000 µm in hoch konzentrierten Suspensionen und Emulsionen mit Ultraschallextinktion im kompakten Laborgerät

Das kompakte Tischmessgerät NIMBUS ist die leistungsfähige Umsetzung der im Prozess bewährten Ultraschallextinktionstechnologie für die Analyse einzelner, flüssiger Proben mit niedriger Viskosität im Labor. Das akustische Messverfahren bietet herausragende Fähigkeiten für die Partikelgrößenanalyse von unter 0,1 µm bis 3.000 µm auch in hoch konzentrierten Suspensionen und Emulsionen, die für lichtoptische Verfahren nicht direkt zugänglich sind. Durch die Verwendung von Schallwellen können Analysen unabhängig von der Transparenz des Stoffsystems in ihrem originären Zustand durchgeführt werden – ohne Verdünnung oder aufwendige Probenvorbereitung. NIMBUS nimmt zwischen 250 ml und 1.000 ml Probe auf und wälzt diese schonend in einem geregelten Probenkreislauf um. In der Durchflussmesszelle erfolgt die Abtastung der Probe mit niederenergetischem Ultraschall. Je nach Produkt liefert das System alle 1 bis 2 Minuten eine über 31 Klassen aufgelöste Partikelgrößenverteilung und bestimmt die Konzentration der Feststoffpartikel oder des Tröpfchenvolumens.

Die besondere Stärke der Ultraschallextinktion liegt in der Verwendung eines akustischen Messprinzips. Die Schallwellen werden über einen piezoelektrischen Hochfrequenzwandler als Scan mit 31 diskreten Frequenzen in die zu analysierende Suspension oder Emulsion eingekoppelt. Nach dem Durchwandern der Dispersion wird die Schallenergie über einen zweiten piezoelektrischen Wandler aufgefangen. Aus dem Verhältnis von eingekoppelter zu empfangener Energie resultiert die sogenannte Dämpfung oder auch Ultraschallextinktion. Aus der Messung des mit 31 Werten aufgelösten Dämpfungsspektrums wird eine Partikel- bzw. Tropfengrößenverteilung mit 31 Stützstellen berechnet. Die zur Auswertung benötigte Extinktionsfunktion ist materialabhängig und wird für jeden zu messenden Probentyp einmalig im Zuge einer Geräteeinrichtung ermittelt und im NIMBUS-System hinterlegt. Aufgrund der mechanischen und elektrischen Stabilität des Sensors ist NIMBUS für die eingerichteten Probentypen anschließend dauerhaft messbereit und bedarf keiner weiteren Kalibrierung.

Eine schonend arbeitende Zentrifugalpumpe im NIMBUS-Messkreislaufs sorgt für die kontinuierliche Zirkulation und Dispergierung der Probe. Zur Sicherstellung einer gleichbleibend hohen Analysenqualität, ohne Materialablagerungen oder Probenverschleppung, wird die Probe in einer Edelstahlverrohrung auf kurzem Weg aus dem Vorlagebecken durch die Messzone geführt. Über die im Boden integrierte, absenkbare Zentrifugalpumpe wird der Kreislauf schnell entleert, gespült und steht in kürzester Zeit für die Vermessung einer neuen Probe zur Verfügung.

Die Analyse einer kontinuierlich zirkulierenden Probe wird per Mausklick in der Steuerungs- und Auswertesoftware angestoßen. Nach Abschluss eines Frequenzdurchgangs erscheinen die Analysenresultate automatisch als Partikelgrößenverteilung, Trenddiagramm (bei Langzeitanalysen) oder einzelne Messwerte in tabellarischer Form.

NIMBUS ist ein robust ausgeführtes Messsystem mit einer hohen chemischen Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, das bei Produkttemperaturen bis 50°C Anwendung findet. Alle produktberührten Komponenten werden an die jeweiligen Anforderungen angepasst und sind in beständigen Materialien ausgeführt: Messzone, Verrohrung und Vorlagebecken aus Edelstahl (Typen 1.4571 | 1.4308 | 1.4301 | 1.4112), Schallfenster aus glasförmigem Kohlenstoff (Sigradur®) und Dichtungen aus FKM (optional EPDM, NBR, FFKM (Kalrez®)). Weitere mechanisch beanspruchte Teile sind aus strapazierfähigem PTFE (Teflon™) oder Polyamid 12 G gefertigt.