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Inline-Rheometrie

Inline-Rheometrie
Ansprechpartner:

Bernhard Hochstein

Ziel

In der Qualitäts- und Prozesskontrolle gehen die Bestrebungen zunehmend Richtung In- und Online. Viskositätsmessungen finden zunehmend Anwendung in Qualitätskontrolle und Prozess-Steuerung. Grundsätzlich können alle im Labor angewandten rheologischen Messprinzipien auch online eingesetzt werden. Dabei werden berührungslose, ohne bewegliche Teile auskommende Messverfahren bevorzugt (z.B. Schwingungssensoren). Darüber hinaus finden sich in der Online-Rheometrie auch Messverfahren wie z.B. Ultraschall-Doppler-Anemometrie, magnetisch-induktive- und Corioliskraft-Verfahren, die nicht oder noch nicht im Labor eingesetzt werden.

Messprinzip

Das Prinzip des Kapillarrheometers eignet sich besonders zur Realisierung von In- oder Online-Rheometern. An unserem Institut wurde eine spezielle Bauform entwickelt, bei der der Querschnitt in Durchflussrichtung variiert, so dass sich bei konstantem Volumenstrom in jedem Querschnitt eine andere Schergeschwindigkeit einstellt. Damit erhält man die Fließfunktion über einen Schergeschwindigkeitsbereich. Ermittelt man zusätzlich die Druckverluste über einem Querschnittssprung lassen sich auch elastischen Eigenschaften der Flüssigkeit bestimmen.

      

Abbildung 1:  Inline-Düse nach dem Kapillarrheometer-Prinzip

Spezifikationen

 Schergeschwindigkeitsbereich:  ca. 1 s - 1  –  10 4  s - 1
 Temperaturbereich:  RT bis 400 °C

Anwendungen

  • Kontrolle der viskosen und elastischen Eigenschaften bei Spinnlösungen
  • Thermomechanischer Abbau von Stärke bei der Extrusion
  • Molekulargewichtskontrolle bei Polymerlösungen und –schmelzen
  • Steuerung der Polykondensation von Kunstharzen


Abbildung 2: Vergleich der Fließfunktionen aus kapillarrheometrischen Messungen

Literatur

  1. A. Hans, B. Hochstein, Proceedings of the 6th European Conference on Rheology, Erlangen, Germany, 2002
  2. N. Willenbacher, New Applications for In Line Rheometry in Chemical Process Control, Proceedings of the XIIth International Congress on Rheology, Quebec, Kanada, 1996