KRÜSS auf der Analytica 2010 in München

„In allen Hallen tobte das Leben“- so zitiert der Abschlussbericht zur Analytica 2010 Prof. Dr. Horst Domdey, den Sprecher des bayerischen Biotechnologie-Clusters. Der Anstieg der Besucherzahlen machte sich auch am KRÜSS-Messestand bemerkbar. Der Auftritt von KRÜSS zog ein großes, interessiertes Fachpublikum an. Das Messeteam war permanent im Gespräch, erläuterte Videopräsentationen von Messabläufen und demonstrierte zwei Neuheiten: das Kontaktwinkelmessmodul TVA100 zur Tropfenmessung in der Aufsicht und das Schaummessgerät DFA100 (hier ein Applikationsbericht).

Letzteres fand besonderen Anklang bei den Besuchern - manche hatten hauptsächlich wegen des DFA100 den Weg nach München auf sich genommen. Die Interessenten zeigten sich vor allem von der Kompaktheit und dem schnellen Wechsel der Messmittel überzeugt.

Die Abstands-Aufsichtmessung mit dem TVA100 sprach vor allem Besucher an, die Messtechniken für Probenflächen benötigen, die konkav gewölbt sind oder sich in Vertiefungen befinden. Unter den Gästen waren auch Vertreter der Biotechnologiebranche, welche den diesjährigen Schwerpunkt der Messe bildete.
 

Das DFA100, erstes Messgerät dieser Produktgruppe, profitiert von einer langjährigen intensiven Auseinandersetzung mit dem Thema Schaum - und vom KRÜSS-Know-how in der Grenzflächenchemie und Bildanalyse.

Seit 60 Jahren entwickelt KRÜSS Messgeräte für Untersuchungen grenzflächenaktiver Substanzen - ein Wissenschaftsbereich, der mit der Frage nach der Entstehung und Stabilität flüssiger Schäume eng zusammenhängt.

Schaum zu erzeugen und dessen Höhe visuell zu bestimmen, ist an sich keine Herausforderung. Beides unter dem Aspekt der Wiederholbarkeit zu bewerkstelligen, schon.  Eine Vielzahl von Methoden zur Schaummessung - allein drei verschiedene Normen beschreiben die Schaumhöhenmessung nach Ross-Miles -, von Kennzahlen für begrenzte Stabilitätsbereiche, gerätespezifischen Messgrößen sowie Resultaten von individuellen Sonderbauten erschweren den Vergleich von Ergebnissen. Hinzu kommt, dass das Aufschäumen bei vielen Apparaturen unter unkontrollierten Bedingungen erfolgt. KRÜSS hat es sich von Anfang an zum Ziel gesetzt, mit als Standards geeigneten Methoden der Schaumerzeugung und -messung die Vergleichbarkeit von Schäumen unterschiedlicher Struktur, Stabilität und Herkunft nach wissenschaftlichen Kriterien zu ermöglichen.

Schon vor etwa 20 Jahren machten gleich zwei namhafte Firmen Avancen für eine Kooperation in Sachen Schaum. Dass es zunächst nicht weiterging, lag vor allem an dem damaligen Stand der Technik. Eine präzise Aufschäumtechnik und eine geeignete optische Sensorik waren noch nicht zu einem vertretbaren Preis verfügbar.

Später waren Kontakte mit Schaumexperten Meilensteine auf dem Weg zum KRÜSS-Messgerät. Prof. Exerowa aus Sofia stellte eine Apparatur vor, die bereits eine Aufschäumtechnik über eine Fritte verwendete. Im Hinblick auf die Schaumstruktur war ein Kontakt mit der Firma MIR Chem aufschlussreich. Die Gruppe um Prof. Plath fand in Blasen metastabiler Schäume eine selbstähnliche Struktur aus Apollonischen Kreisen, deren fraktale Dimension sie per Bildanalyse bestimmte.

2005 lud KRÜSS Schaumexperten aus unterschiedlichen Branchen zu einem Day of Foam ein. Prof. Lunkenheimer vom Max-Planck-Institut Golm präsentierte den Gästen ein Schaummessgerät, das gute Reproduzierbarkeit beim Aufschäumen durch definierten Gaseintrag (Volumenstrom und Menge) mit einer überzeugenden Auswertemethode verband. Die beiden Parameter Deviation Time (t_dev) und Transition Time (t_tr) orientieren sich an einer universellen Zerfallskinetik flüssiger Schäume und unterteilen die Zerfallskurve in drei Regime mit jeweils zugeordneten Zerfallsmechanismen: 1. Drainage; 2. Drainage bei gleichzeitigem Zerfall; 3. Zerfall bei abgeschlossener Drainage.

Basierend auf den Erkenntnissen von Prof. Lunkenheimer begannen Torben Schörck, Diplom-Physiker und Produktmanager für die Schaumanalyse bei KRÜSS, und Entwicklungsleiter Dr. Thomas Rauch (Dipl. Chem. Physikalische Chemie), mit der Entwicklung eines Schaummessgeräts. Unter ihren Händen entstand eine Apparatur mit höchster Praxistauglichkeit. Der Schaum wird standardmäßig mittels durchflusskontrollierten Gasstroms durch eine Filterbodenplatte erzeugt. Die Messung der Schaum- und Flüssigkeitshöhe erfolgt online und mit hoher Zeit- und Bildauflösung mit Hilfe eines Zeilensensors. Dank des modularen Aufbaus können unterschiedlich große Säulen mit verschiedenen Aufschäummethoden (Gasdurchfluss oder Rühren) sehr schnell ausgewechselt, gereinigt und sogar parallel verwendet werden.

Die Qualität und vielseitige Verwendbarkeit des DFA100 ist das Ergebnis der langen Beschäftigung mit dem Thema Schaum. Für die Zukunft sind eine Erfassung von Schaumeigenschaften mit anderen sensorischen Methoden wie Leitfähigkeitsmessungen und eine Integration optischer Schaumstrukturmessung geplant.

Schaummessungen erweitern ab sofort das breite Dienstleistungsspektrum bei KRÜSS - in Gestalt von kompetenter Kundenberatung und von Auftragmessungen für unser Surface Science Lab.