Microtracer

Microtracer sind definierte, fein verteilte Indikatorsubstanzen, die zur quantitativen Untersuchung der Mischgüte in pulverförmigen Schüttgütern eingesetzt werden. Sie liegen in der Regel als trockene, nicht agglomerierte Partikel mit enger Korngrößenverteilung vor und beeinflussen aufgrund der geringen Einsatzkonzentrationen die Produkteigenschaften nicht. Häufig verwendete Systeme basieren auf Farbpigmenten wie Patentblau, das in Konzentrationen bis hin zu 1 : 100.000 sicher detektierbar ist. Im trockenen Zustand ist die Verteilung des Tracers nicht erkennbar. Erst nach vollständiger Dispergierung einer Probenahme in einem geeigneten Lösungsmittel entsteht eine messbare Farbintensität.

Die quantitative Auswertung erfolgt spektrophotometrisch anhand des Lambert-Beer'schen Gesetzes. Dabei hängt die optische Absorption linear vom molaren Extinktionskoeffizienten des Farbstoffs, der Konzentration der Lösung und der Schichtdicke der Küvette ab. Mithilfe von Kalibrierkurven kann der Massenanteil des Tracers in der Probe bestimmt werden, woraus sich wiederum die lokale Mischgüte ableiten lässt. Mit diesem Verfahren lassen sich statistisch belastbare Aussagen über Homogenität, Segregationstendenzen und die Mischkinetik verschiedener Apparate treffen.

Neben farbstoffbasierten Microtracern existieren weitere Systeme, die alternative physikalische Messprinzipien nutzen. Historische Arbeiten der Universität Karlsruhe zeigen den Einsatz schwach radioaktiver Mikropartikel, die in ein Schüttgut eingebracht wurden. Mithilfe geeigneter Detektoren konnte sowohl die räumliche Verteilung der Partikel als auch ihre Transportpfade während des Mischprozesses erfasst werden. In Versuchen mit Pflugscharmischern konnten daraus grundlegende Erkenntnisse über Partikelumlagerung, Konvektionsströmungen und makroskopische Mischmechanismen abgeleitet werden.

Microtracer ermöglichen somit eine hochauflösende Analyse realer Mischprozesse und sind ein essenzielles Werkzeug zur Charakterisierung und Optimierung von Pulvermischverfahren.