Luftsauerstoff

Bild links: Druckentlastungsvorrichtung von Rembe.

Luftsauerstoff ist ein farb- und geruchloses Gas, das in der Erdatmosphäre zu etwa 20,95 Prozent enthalten ist. Die chemische Zusammensetzung der Luft bleibt bis in große Höhen nahezu konstant, jedoch sinken Luftdichte und Gesamtdruck mit zunehmender Entfernung von der Erdoberfläche. In etwa 20 Kilometern Höhe beträgt der atmosphärische Druck nur noch ungefähr 0,055 bar statt 1,013 bar auf Meereshöhe. Für aerobe Organismen ist Sauerstoff lebensnotwendig, da er in der Zellatmung als Elektronenakzeptor dient.

Sauerstoff ist hochreaktiv und begünstigt oxidative chemische Reaktionen. Diese Vorgänge führen zu Korrosion an Metallen, zu Ranzigkeit fetthaltiger Lebensmittel, zu Geruchs- und Geschmacksveränderungen sowie zu Qualitätsverlusten bei chemischen und pharmazeutischen Produkten. Häufig verlaufen Oxidationsreaktionen autokatalytisch. Temperatur, Feuchtigkeit, Licht und pH-Wert beschleunigen diese Prozesse deutlich.

Pulverförmige Schüttgüter besitzen eine große spezifische Oberfläche, die sich mit abnehmender Partikelgröße stark vergrößert. Sie liegen meist als zweiphasiges System aus Feststoffpartikeln und eingeschlossener Luft vor. Diese Gasphase befindet sich sowohl in den Zwischenräumen zwischen den Partikeln als auch in den Poren einzelner Körner. Dadurch sind Schüttgüter besonders empfindlich gegenüber Sauerstoff. 

Oxidation lässt sich vermindern, indem die vorhandene Luft durch ein inertes Gas ersetzt wird. Dieses Verfahren wird Inertisierung genannt. Dabei verdrängen Stickstoff oder Argon den Sauerstoff aus Prozessräumen, Apparaten oder Verpackungen. Stickstoff ist aufgrund seiner Verfügbarkeit und Kosten der häufigste Vertreter. Technische Möglichkeiten sind das Spülen, Vakuum-Flutverfahren, Unterspülungen oder Prozessatmosphären mit Überdruck. Auf diese Weise werden oxidative Reaktionen verlangsamt oder vollständig verhindert.

Feine Pulver können in Pulvermischern ein erhöhtes Explosionsrisiko darstellen, da Sauerstoff Bestandteil zündfähiger Staub-Luft-Gemische ist. Aus diesem Grund arbeiten amixon®-Mischer mit niedriger Drehzahl und sind gemäß ATEX-Richtlinie konstruiert. Die Apparate sind vakuumfest, sodass die Gasphase im Mischraum weitgehend evakuiert und anschließend durch ein inertes Schutzgas ersetzt werden kann. Dadurch wird das Explosionsrisiko deutlich reduziert und die Produktsicherheit erhöht. amixon®-Mischer können darüber hinaus auch druckfest oder druckstoßfest gefertigt werden. 

In der Verpackungstechnik werden häufig Schutzgasatmosphären eingesetzt, um die Haltbarkeit empfindlicher Produkte zu verlängern. Verpackungsmaschinen erzeugen dabei eine kontrollierte Stickstoffatmosphäre, die den Sauerstoffgehalt der umgebenden Gasphase reduziert und Qualitätseinbußen vermeidet. Dieses Verfahren wird als „Modified Atmosphere Packaging“ bezeichnet.