Feuchtegehalt

Feuchtegehalt von Pulvern

Der Feuchtegehalt beschreibt den Anteil flüssiger Bestandteile in oder auf den Feststoffpartikeln eines Pulvers. In den meisten Fällen ist damit der Wassergehalt gemeint, prinzipiell kann sich der Feuchtegehalt aber auch auf andere Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische wie Öle, Lösungsmittel oder Emulsionen beziehen. Diese können entweder in die Pulverpartikel eindiffundieren oder sich als Film oder Tropfen an deren Oberfläche anlagern.

Technisch wird der Feuchtegehalt meist als Massenanteil der Flüssigkeit an der Gesamtmasse des feuchten Pulvers definiert. Er kann rechnerisch ermittelt werden, indem die Differenz zwischen der Gesamtmasse und der Masse nach vollständiger Trocknung ins Verhältnis zur Gesamtmasse gesetzt wird. In der Verfahrenstechnik wird der Feuchtegehalt alternativ auch bezogen auf die Trockensubstanz angegeben.

• w : Feuchtegehalt

• m_{total ​}: Masse des feuchten Pulvers

• m_drym ​: Masse des trockenen Pulvers

• m_moisture ​: Masse der Flüssigkeit

In der Praxis wird zwischen adsorbierter und absorbierter Feuchte unterschieden. Adsorbierte Feuchte befindet sich auf der Oberfläche der Partikel - typischerweise in Form von physikalisch gebundenen Wasserfilmen oder Flüssigkeitsresten. Diese Form der Feuchte ist vergleichsweise leicht reversibel: Durch kontrolliertes Trocknen oder Belüften kann die Feuchte wieder entfernt werden. Im Gegensatz dazu ist absorbierte Feuchte in die Partikelstruktur selbst eingedrungen, zum Beispiel durch mikroskopisch kleine Poren. Diese Feuchtigkeit ist wesentlich schwerer zu entfernen und erfordert oft längere oder intensivere Trocknungsprozesse. Die Reversibilität der Feuchteentfernung ist daher eng mit der Art der Flüssigkeitsbindung verknüpft - ein entscheidender Aspekt bei der Prozessgestaltung.

Der Feuchtegehalt eines Pulvers beeinflusst zahlreiche verfahrenstechnische und produktspezifische Eigenschaften. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Benetzungsverhalten der Partikel. Hydrophile Pulver wie Milchpulver oder Cellulose nehmen Wasser leicht auf und binden es schnell an ihrer Oberfläche. Hydrophobe Pulver wie Talkum, Paraffin oder silikonbeschichtete Partikel zeigen dagegen eine geringe Affinität zu Wasser. Diese Unterschiede sind nicht nur für das Verhalten bei der Lagerung relevant, sondern auch beim Mischen mit Flüssigkeiten oder bei der Herstellung von Granulaten.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Rieselfähigkeit. Bereits geringe Feuchtemengen können die Schüttguteigenschaften stark verändern. Durch kapillare Flüssigkeitsbrücken entstehen Adhäsionskräfte zwischen den Partikeln. Dies führt zu Agglomeration, Klumpenbildung oder unkontrollierter Verdichtung - und damit zu einem schlechteren Fließverhalten. Bei industriellen Misch- oder Dosierprozessen kann dies die Prozesssicherheit erheblich beeinträchtigen.

Auch die Lagerstabilität steht in direktem Zusammenhang mit dem Feuchtegehalt. Trockene Pulver sind in der Regel länger haltbar, weniger reaktiv und unempfindlicher gegenüber Temperaturschwankungen. Feuchte hingegen kann mikrobielle Aktivität fördern, chemische Reaktionen beschleunigen oder zur Agglomeration führen. Insbesondere bei hygroskopischen Pulvern ist eine kontrollierte Lagerung unter trockenen Bedingungen unerlässlich.

Bei der Mischtechnik, wie sie bei amixon® zum Einsatz kommt, spielt die Feuchteverteilung eine zentrale Rolle: 

1. Bei der schonenden Benetzung von Pulvergemischen.
2. Bei der Vakuum-Mischtrocknung. Vakuum-Mischtrocknung mit amixon® stellt häufig den letzten Prozessschritt einer Synthesestufe dar. Ziel ist es, ein trockenes, desagglomeriertes Pulver zu erhalten. Dieses dient dann als Vorlage für den nachfolgenden Syntheseschritt.
3. Ergänzend sei an dieser Stelle angemerkt, dass überfeuchtete Pulver mit Hilfe von Rieselhilfsmitteln rieselfähig gemacht werden können. Wichtig ist dabei, dass die pulverförmigen "Superabsorber" die feuchten Pulverpartikel schnell und schonend umhüllen. Hier leisten amixon-Mischer einen wichtigen Beitrag. Sie mischen schonend, schnell und mit optimaler Präzision. Insofern genügen extrem kleine Mengen Rieselhilfsmittel.

In jedem Fall muss das Mischsystem in der Lage sein, die dabei auftretenden Änderungen der Strömungsverhältnisse zuverlässig zu beherrschen.