DE665075C

DE665075C - Method for measuring the moisture content of hygroscopic substances

Info

Publication number: DE665075C
Application number: DED68720D
Authority: DE
Original assignee: ERNST DIEZ DIPL ING
Current assignee: ERNST DIEZ DIPL ING
Priority date: 1934-09-09
Filing date: 1934-09-09
Publication date: 1938-09-17

Description

Verfahren zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes hygroskopischer Stoffe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes von hygroskopischen Stoffen.Method for measuring the moisture content of hygroscopic substances The invention relates to a method for measuring the moisture content of hygroscopic Fabrics.

Die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes hygroskopischer Stoffe bildet sowohl bei der Verarbeitung von solchen Stoffen als auch beim Handel mit denselben eine wichtige Aufgabe. In besonders hohem Maße trifft dies zu bei Stoffen aus dem Gebiet der Nahrungs- und Genußmittel.The determination of the moisture content of hygroscopic substances forms both when processing such substances and when trading them an important task. This is particularly true of substances from the Food and beverages sector.

Die Feststellung des Feuchtigkeitsgehaltes geschieht bis heute fast ausschließlich dadurch, daß die Gesamtfeuchtigkeit aus einer Probemenge des zu prüfenden Stoffes in einen Behälter, dem sogenannten Trockenschrank, durch Einwirkung von erhitzter Luft ausgetrieben und der dadurch erstehende Gewichtsverlust festgestellt wird.The determination of the moisture content is almost done to this day exclusively by the fact that the total moisture from a sample amount of the to be tested Substance into a container, the so-called drying cabinet, by the action of driven out of heated air and determined the resulting weight loss will.

Der Hauptnachteil des Trockenschrankes besteht darin, daß bis zur Erreichung der vollen Austrocknung ein Zeitraum von bis zu Stunden erforderlich ist. Dieser Zeitraum kann zwar z. B. durch Erhöhen der Temperatur etwas verkürzt werden. Jedoch besteht dann die Gefahr, daß neben der Feuchtigkeit schon die ersten Produkte der trockenen Destillation mit ausgetrieben werden. Wie eingehende Versuche gezeigt haben, tritt ein solcher Substanzverlust in erheblichem Ausmaß bei manchen Stoffen schon bei Temperaturen ein, wie sie heute vielfach in Trockenschränken zur Anwendung kommen.The main disadvantage of the drying cabinet is that up to A period of up to hours is required to achieve full dehydration is. This period can be, for. B. slightly shortened by increasing the temperature will. However, there is then the risk that, in addition to the moisture, the first Products of dry distillation are also expelled. Like in-depth attempts have shown that such a loss of substance occurs to a considerable extent in some Fabrics at temperatures that are often used today in drying cabinets Application.

Außer diesem Trocknungsverfahren ist in letzter Zeit auch ein elektrisches Meßverfahren bekanntgeworden, bei dem der zu messende Körper das Dielektrikum eines Kondensators bildet. Dieses Verfahren hat sich bis jetzt nur sehr wenig einbürgern können, einesteils wohl wegen des hohen Anschaffungspreises der Meßeinrichtung, anderenteils aber deshalb, weil die erhaltenen Werte nicht mit Sicherheit als einwandfrei bezeichnet werden können, denn wenn der zu messende Körper nicht gleichmäßig feucht ist, also beispielsweise durch Kondensatbildung oder einen anderen Umstand an seiner Oberfläche einen anderen Feuchtigkeitsgehalt aufweist als im Inneren, so muß das Meßergebnis fehlerhaft werden.In addition to this drying process, there has recently been an electric one Measuring method became known in which the body to be measured has the dielectric of a Capacitor forms. So far, this procedure has become very little naturalized can, partly because of the high purchase price of the measuring device, on the other hand, however, because the values obtained are not considered to be flawless with certainty can be designated, because if the body to be measured is not evenly moist is, for example due to the formation of condensation or some other circumstance on his If the surface has a different moisture content than the inside, this must be the case Measurement result will be incorrect.

Es ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem eine abgewogene Probe des zu untersuchenden Körpers in einem abgeschlossenen Behälter erwärmt und die bei gleichbleibender Temperatur nach einem bestimmten Zeitraum im Behälter entstehende Druck, änderung gemessen wird, wobei aus diesen Daten der ursprüngliche Feüchtiglceitsgehalt des Meßkörpers bestimmt wird. Diese Methode hat zum mindesten den Nachteil einer ziemlichen Umständlichkeit.A method has also become known in which a weighed The sample of the body to be examined is heated and in a closed container that which arises in the container after a certain period of time at a constant temperature Pressure change is measured, using these data to determine the original moisture content of the measuring body is determined. This method has at least one disadvantage quite a hassle.

Zur Festlegung des Feuchtigkeitsgehaltes hygroskopischer Stoffe ist ferner ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem der betreffende Stoff der Einwirkung einer Atmosphäre von bekannter Feuchtigkeit überlassen bleibt, bis ein Gleichgewichtszustand eingetreten ist, aus dem ein Schluß auf den ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt gezogen werden kann. Dieses Verfahren sowie ähnliche bekannte Konditionierverfahren haben, soweit sie sich überhaupt mit der Feststellung der ursprünglichen Feuchtigkeit befassen, das gemeinsame Kennzeichen eines erheblichen Zeitaufwandes, der zur Feststellung des gesuchten Resultates erforderlich ist.To determine the moisture content of hygroscopic substances Furthermore, a method has been proposed in which the substance in question of the action is left in an atmosphere of known humidity until a state of equilibrium has occurred from which a conclusion is drawn as to the original moisture content can be. This process as well as similar known conditioning processes have, as far as they are concerned with the determination of the original humidity, the common characteristics of a considerable expenditure of time, the is required to determine the result sought.

Endlich ist die Anwendung eines in sich geschlossenen Kreislaufes der Luft bis zü;,ä: Herstellung eines hygroskopischen Gleicb4 gewichtszustandes schon für Verfahren zurrt Prüfen von Feuchtigkeitsmessern vorgeschlagen worden, bei welchen die den Feuchtigkeitsmesser bestreichende Luft durch eine ihre Feuchtigkeit regelnde Substanz hindurchgeleitet wird.The application of a closed cycle is at last the air to zü;, ä: production of a hygroscopic equilibrium state of weight has already been proposed for methods of testing moisture meters, in which the air sweeping the moisture meter is replaced by its moisture regulating substance is passed through.

Ferner ist die Anwendung -eines geschlossenen Kreislaufes auch bei Konditionierungsverfahren schon bekannt.Furthermore, the application of a closed circuit is also at Conditioning procedure already known.

Wie nun .eingehende Versuche ergeben haben, besteht zwischen der Gewichtsänderung einer Stoffprobe, die diese durch die Feuchtigkeitsaufnahme erfährt, und dem ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt ein gesetzmäßiger Zusammenhang, der jeweils für einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt der bei der Messung zur Anwendung gelangenden Atmosphäre und für denselben Stotf bei gleicher Meßdauer konstant ist.As detailed tests have shown, there is a change in weight a material sample, which experiences this through the absorption of moisture, and the original Moisture content a lawful relationship, each for a certain Moisture content of the atmosphere used in the measurement and is constant for the same Stotf with the same measurement duration.

Damit besteht die Möglichkeit, durch Feststellen der Gewichtsänderung der Stoffprobe, die sich durch die Feüchtigkeitsaufnahine aus der Behandlungsatmosphäre ergibt, den ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt zu ermitteln.There is thus the possibility of determining the change in weight the material sample, which is removed from the treatment atmosphere by the absorption of moisture results in determining the original moisture content.

. Der Lösungsgedanke der Erfindung besteht daher darin; daß aus der Geschwindigkeit, mit der die zumessende Stoffprobe in einer ganz oder näherungsweise mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre ihr Gewicht ändert, und aus dem gesetzmäßigen Zusaminenhang der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffprobe bestimmt wird. Demgemäß bestehen die wesentlichen Merkmale der Erfindung darin, daß der Feuchtigkeitsgehalt hygroskopischer Stoffe dadurch ermittelt wird, daß die Stoffprobe während einer bestimmten Meßzeit der Einwirkung einer ganz oder näherungsweise mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre ausgesetzt wird, daß dann die in der Meßzeit eingetretene Gewichtsänderung der Probe durch Wiegen festgestellt und daß hiernach aus dieser Veränderung des Gewichtes der gesuchte ursprünglielle Feuchtigkeitswert der Stoffprobe aus dem gesetzmäßigen Zusammenhang bestimmt wird, der zwischen der Gewichtsänderung, dein gesuchten, d. h. ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt des Stoffes, der Stoffmenge, dem Feuchtigkeitszustand der Behandlunggsatrnosphär e und der Meßzeit besteht.. The solution concept of the invention is therefore; that from the Speed with which the material sample to be measured is completely or approximately atmosphere saturated with water vapor changes its weight, and out of the lawful In connection with this, the moisture content of the fabric sample is determined. Accordingly exist the main features of the invention are that the moisture content is more hygroscopic Substances is determined by the fact that the substance sample during a certain measuring time the action of an atmosphere completely or approximately saturated with water vapor that then the change in weight of the sample occurred during the measurement time determined by weighing, and that afterwards from this change in weight the sought-after original moisture value of the fabric sample from the legal Relationship is determined between the change in weight, your sought, d. H. original moisture content of the fabric, the amount of fabric, the moisture status the treatment atmosphere and the measurement time.

Dieses Verfahren ist einfach und ergibt: in genügendem Maße genaue Meßwerte. Auch ist die Dauer des Verfahrens kurz.This procedure is simple and yields: sufficiently accurate Readings. The duration of the procedure is also short.

Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung Verwendung finden, bei der die Messung in einem ganz oder im wesentlichen von der Außenluft abgeschlossenen Behälter geschieht und die Luft durch eine Luft-Aewegüngsvorrichtung an dem Meßkörper '(`@toffprobe) im Kreislauf vorbeigeführt wird. ` #=Än Hand der Zeichnung wird die Erfindung azi einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.A device can be used to carry out the method, in which the measurement takes place in a completely or essentially closed off from the outside air Container happens and the air through an air Aewegüngsvorrichtung on the measuring body '(`@toffprobe) is circulated. `# = According to the drawing, the Invention azi an exemplary embodiment described in more detail.

Fig. r zeigt im senkrechten Schnitt eine Befeuchtungsvorrichtung für die Stoffprobe. Fig. 2 zeigt in einer Schaulinie den Besetzmäßigen Zusammenhang zwischen der Gewichtszunahme und der absoluten Feuchtigkeit für 2o g Gerste bei einer Versuchsdauer von 5 Minuten.Fig. R shows in vertical section a humidifying device for the swatch. Fig. 2 shows the occupation-related relationship in a visual line between the weight gain and the absolute humidity for 2o g of barley a test duration of 5 minutes.

Es ist a die Stoffprobe oder der Körper, dessen absoluter Feuchtigkeitsgehalt bestillinit werden soll. Dieser Meßkörper ist in dein Einsatz U eines Behälters c untergebracht. Der Einatz b ist unten durch ein Sieb d abgeschlossen und oben durch ein Sieb e ab,-edeckt, das zum Zwecke des Einbringens und Erltnehmens des Meßkörpers, abnehmbar ist. Durch ein seitlich lieben dem Behälter c angeordnetes Gebläse lt wird die Luft durch den Saugstutzen g angesaugt und durch den Druckstutzen i zurückgefördert. Dabei strömt die Luft voll unten nach oben durch das Meßgut, wie durch Pfeile angedeutet ist. Der Einsatz h hängt an einem Bundring 1", der auch einen aus einzelnen Stäben an bestehenden Korb trägt. Dieser Korb ist finit einer stark luftdurchlässigen und zugleich: hygroskopischen Hülle ia überzogen, z. B. finit Frotteestoff, so daß ein Zylinder gebildet ist, der mit seinem unteren Rand in eine Wasserfüllung o eintaucht. Damit ist erreicht, daß die Luft auf ihrem Kreislauf den dauernd feuchten Frotteezylinder durchströmt und finit Wasserdampf ganz oder nahezu gesättigt wird. Der Behälter c ist oben durch einen Deckel p abgedeckt. ` Die :Messung der Feuchtigkeit des hygroskopischen Stoffes geht nun folgendermaßen vor sich: Nach Abnähme des Deckels p und Eiltfernung des Siebes e wird der Einsatz (Meßgefäß) aus dem Gehäuse c genommen und: mit einer jeweils gleichen Gewichtsmenge des zii untersuchenden Stoffes gefüllt, z. B. 20 g. Hierauf wird der Einsatz wieder in den Behälter c eingebracht, worauf nach Aufbringen des Siebes e der Deckel p geschlossen wird.It is a sample of material or the body, the absolute moisture content of which is to be determined. This measuring body is housed in your insert U of a container c. The insert b is closed at the bottom by a sieve d and covered at the top by a sieve e, which can be removed for the purpose of introducing and removing the measuring body. By means of a fan lt arranged on the side of the container c, the air is sucked in through the suction nozzle g and conveyed back through the pressure nozzle i. The air flows all the way down through the material to be measured, as indicated by arrows. The insert h hangs on a collar ring 1 ", which also carries a basket consisting of individual rods. This basket is finitely covered with a highly air-permeable and at the same time: hygroscopic cover, e.g. finite terry cloth, so that a cylinder is formed, which dips with its lower edge into a water filling o. This ensures that the air flows through the permanently moist terrycloth cylinder and finitely water vapor is completely or nearly saturated. The container c is covered at the top by a lid p. The: measurement The humidity of the hygroscopic substance now proceeds as follows: After removing the cover p and quickly removing the sieve e, the insert (measuring vessel) is taken out of the housing c and: filled with the same weight of the substance to be examined, e.g. 20 g.The insert is then returned to the container c, whereupon, after the sieve e has been applied, the lid p is closed.

Unter gleichzeitiger Inbetriebsetzung einer Zeitmeßvorrichtung; beispielsweise einer Stoppuhr, wird nun das Gebläse h. durch eine geeignete Antriebsvorrichtung in Tätigkeit gesetzt, und zwar, für jede Messung gleich lang; beispielsweise 5 Minuten. Nach Ablauf dieser Meßzeit. wird das Gebläse auf er Betrieb gesetzt und der zu prüfende Körper wieder dem Gehäuse entnommen, und zwar zusammen mit dem Einsatz (Meßgefäß), in dem er sich befindet. Das Meßgefäß, dessen Taragewicht bekannt ist, wird nun auf eine Waage gebracht, mit der die Gewichtsänderung des Meßkörpers festgestellt wird. Diese Gewichtsänderung ist dabei auf folgende Weise zustande gekommen: Die von unten her durch den Behälter b strömende Luft bringt das Meßgut in intensive, wirbelnde Bewegung. Wesentlich ist dabei, daß das Meßgut, d. h. die Stoffprobe, sich in entsprechend fein verteiltem Zustand befindet, gegebenenfalls durch entsprechendes Zerkleinern. Da eine mit Feuchtigkeit ganz oder annähernd gesättigte Luft als Behandlungsatmosphäre zur Anwendung gelangt, erhöht sich das Gewicht des Meßkörpers, und zwar um so stärker, j e trockener, und um so weniger stark, je feuchter der Meßkörper zuvor, d.li. bei Beginn der Messung, war. Aus dem gesetzmäßigen Zusammenhang, der zwischen der Gewichtsänderung des hygroskopischen Körpers und seiner ursprünglichen Feuclitiglceit besteht, kann nun die-letztere ohne weiteres entweder an Hand einer diesen "Zusammenhang festlegenden Kurve oder einer entprechenden Tabelle ermittelt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die eingetretene Gewichtsänderung an einer Zeigerwaage abzulesen, deren Skala so geeicht ist, claß die gesuchte absolute Feuchtigkeit direkt abgelesen werden kann.With simultaneous operation of a timing device; for example a stopwatch, the fan will now h. by a suitable drive device put into action for the same length of time for each measurement; for example 5 minutes. After this measuring time has elapsed. the fan is set to operation and the one to be tested body removed from the housing together with the insert (measuring vessel) in which he is located. The measuring vessel, the tare weight of which is known, is now placed on a Brought scales with which the change in weight of the measuring body is determined. These The change in weight came about in the following way: The one from below Air flowing through the container b brings the material to be measured into intense, whirling motion. It is essential that the material to be measured, d. H. the swatch to look in accordingly finely divided state, if necessary by comminuting accordingly. Air that is completely or approximately saturated with moisture is used as the treatment atmosphere is used, the weight of the measuring body increases, and all the more so, j e drier, and the less strong, the wetter the measuring body before, i.e. li. at Start of measurement was. From the legal relationship that exists between the change in weight of the hygroscopic body and its original Feuclitiglceit, can now the latter without further ado either on the basis of a “connection” that establishes this Curve or a corresponding table can be determined. But there is also the Possibility of reading the change in weight that has occurred on a pointer scale The scale is calibrated so that the absolute humidity sought can be read off directly can.

Fig. :2 zeigt in einer Kurve den erwähnten gesetzmäßigen Zusammenhang. Gültig ist diese Kurve für Gerste, wobei ein Meßgewicht des Prüfkörpers von 2o g und eine Meßzeit voll 5 Minuten zugrunde gelegt ist. Es ist 1,1a1, daß die Kurve nur Gültigkeit besitzt, enn die Konstanten des Meßapparats, d. h. die Leistung des Gebläses und der Rauminhalt der ganzen Anlage, die aus Behälter, Gebläse und Leiturigen besteht, dieselben bleiben. Auf der Ordinate sind die dem erwähnien Ausführungsbeispiel entsprechenden Gewichtserhöhungen aufgetragen, die nach Beendigung der Messung festgestellt werden, während die dazugehörenden Feuchtigkeitswerte, also die gesuchte absolute Feuchtigkeit des untersuchten Körpers, aus den auf der Abszisse aufgetragenen Werten entnommen werden kann. Ähnlich wie in diesem Falle bei der Gerste liegt der Verlauf der Kurve auch für alle anderen bisher untersuchten hygroskopischen Körper insofern außerordentlich günstig, als gerade den in der 1='raxis vorkommenden Feuchtigkeitswerten Gewichtsänderungen in einer Höhe entsprechen, deren Feststellung an die zur Verwendung kommende Waage keine großen Ansprüche stellt. Erst bei Feuchtigkeiten, die höher als 2o°;, liegen, wird das Verhältnis ungünstiger, weil sich hier die Kurve mehr und mehr asymptotisch der Abszisse nähert.Fig. 2 shows the aforementioned regular relationship in a curve. This curve is valid for barley, with a test weight of 20 g and a measurement time of 5 minutes is used as the basis. It is 1,1a1 that the curve is only valid if the constants of the measuring apparatus, i. H. the performance of the Fan and the volume of the entire system, consisting of the container, fan and ducts persists, remain the same. On the ordinate are those of the mentioned embodiment corresponding increases in weight are plotted, which were determined after the measurement was completed while the associated humidity values, i.e. the absolute Moisture of the examined body, from the values plotted on the abscissa can be taken. The course is similar to that of barley in this case of the curve for all other hygroscopic bodies examined so far extraordinarily favorable than the moisture values occurring in practice Changes in weight correspond to the determination of which is appropriate for the use upcoming Libra does not make any great demands. Only when the humidity is higher than 20 ° ;, the ratio becomes less favorable because the curve is more here and more asymptotically approaches the abscissa.

Versuche mit hygroskopischen Materialien der verschiedensten Art und Herkunft und des verschiedensten Alters haben ergeben, daß dadurch der gesetzmäßige Zusammenhang in keiner Weise berührt wird.Experiments with hygroscopic materials of all kinds and Origin and the most varied of ages have shown that thereby the lawful Context is not affected in any way.

Wenn zwingende Gründe vorliegen, kann nach entsprechender Eichung des Apparats die Meßdauer ohne weiteres auch auf 3 Minuten und darunter abgekürzt werden.If there are compelling reasons, it can be calibrated accordingly of the apparatus, the measurement time is easily shortened to 3 minutes and below will.

Gegenüber der bisher meist üblichen Methode des vollkommenen Austrocknens bis zum Eintreten eines Gleichgewichtszustandes bietet das neue Verfahren den Vorteil einer außerordentlichen Zeitersparnis. Zugleich ist der Energieaufwand zum Betreiben des Apparats bedeutend geringer. Ferner sind Substanzverluste vermieden, durch welche bekanntlich die Genauigkeit der Messung erheblich leiden kann. Schließlich kann die Meßprobe ohne weiteres wieder verwendet werden, während dies bei der Anwendung eines Trockenschrankes in vielen Fällen nicht mehr der Fall ist.Compared to the previously most common method of complete drying out The new method offers the advantage until a state of equilibrium is reached an extraordinary time saving. At the same time is the energy expenditure to operate of the apparatus significantly less. Furthermore, substance losses are avoided by which as is well known, the accuracy of the measurement can suffer considerably. Finally can the test sample can readily be used again while this is in use a drying cabinet is no longer the case in many cases.

Claims

PATENT APPLICATION: i. Method for measuring the moisture content of hygroscopic substances, characterized in that the material sample is exposed to the action of an atmosphere completely or approximately saturated with water vapor during a certain measuring time, that the change in weight of the sample that occurred during the measuring time is then determined by weighing and then based on this change of the weight, the sought-after original moisture content of the material sample is determined from the legal relationship that exists between the change in weight, the sought, ie original moisture content of the material, the amount of material, the moisture status of the treatment atmosphere and the measurement time. a. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that the measurement takes place in a container completely or essentially closed off from the outside air and the air is circulated past the measuring body (material sample) by an air movement device.