die Nachrichten von KRÜSS GmbH

• Präzise elektronische Schaumhöhenerfassung initial und exakt nach den genormten Messzeitpunkten 60, 180 und 300 Sekunden 
• Zusätzliche Informationen durch Aufzeichnung des gesamten Zeitverlaufs und der Drainage

Hamburg, 30. März 2016 – Auf der analytica 2016 in München stellt die KRÜSS GmbH ihr neues Messinstrument zur Schaumanalyse vor: den Ross Miles Foam Analyzer – RMFA. Das RMFA ist das weltweit erste Instrument zur elektronischen Schaumhöhenmessung nach dem Standard ASTM D 1173, der vielfach für Schäumbarkeitsuntersuchungen schaumbildender Substanzen herangezogen wird. Messungen mit dem  RMFA zeichnen sich durch hohe Wiederholbarkeit, großen Probendurchsatz und komfortables Datenhandling aus.

Bei Messungen nach ASTM D 1173 wird die schaumbildende Lösung in einem hohen, zylindrischen Einlaufgefäß mit genormten Maßen vorgelegt. Eine zweite Menge derselben Lösung wird über ein ebenfalls genormtes Reservoir von oben eingelassen, fällt durch die Säule und sorgt durch die Turbulenz beim Eintritt in die Vorlagephase für Schaumbildung. Die Schaumhöhe wird gemessen, sobald das Reservoir leer ist, sowie nach 60, 180 und 300 Sekunden. Die Höhenmessung und die Zeitnahme mussten bisher manuell vorgenommen werden. So waren die Ergebnisse vom Anwender abhängig und unterlagen einer entsprechenden Unsicherheit. Mit dem RMFA gehört dies nun der Vergangenheit an.

Das RMFA bindet die gemäß ASTM D 1173 genormten Gefäße in eine neu entwickelte Messvorrichtung zur elektronischen Höhenerfassung ein. Dabei sind entlang des einfach einzusetzenden Einlaufgefäßes eine LED-Leiste und eine Sensorleiste angebracht. Die Schaumhöhe wird anhand der Helligkeitsdifferenz an der Schaum-Luft-Grenze detektiert – eine Messmethode, die KRÜSS bereits erfolgreich beim Dynamic Foam Analyzer – DFA100 einsetzt.

Die elektronische Höhenerfassung sorgt für eine erheblich verbesserte Wiederholbarkeit der Messung und erreicht mit einer Auflösung von 0,4 mm eine bisher noch nie dagewesene Präzision. Der initiale Messwert für die Schaumhöhenmessung muss nicht manuell mit dem Ausfließen der Reservoirlösung koordiniert werden, sondern entspricht dem elektronisch erfassten Zeitpunkt, bei dem die maximale Schaumhöhe registriert wird. Auch die anderen Messzeitpunkte werden immer exakt eingehalten. Zudem erfasst das Instrument neben der Schaumhöhe auch die Flüssigkeitshöhe. Dadurch dokumentieren die Messdaten, ob die in der Norm angegebene Füllhöhe genau eingehalten wurde.

Neben der verbesserten Reproduzierbarkeit und Genauigkeit spart die elektronische Datenerfassung viel Zeit, da die Messung nicht mehr live verfolgt werden muss. So gewinnt der Anwender bei jeder Schaumanalyse fünf Minuten, die er zum Beispiel für die Vorbereitung der nächsten Tensidlösung nutzen kann.

Das RMFA wird zusammen mit der universellen KRÜSS Software ADVANCE betrieben, die eine am Workflow ausgerichtete Benutzeroberfläche mit intuitiver Bedienbarkeit und ansprechendem Design verbindet. Neue Messungen entstehen mit einem Klick aus einer eigens für normgerechte Analysen kreierten Messvorlage. Nach dem Start zeichnet ADVANCE Daten für den gesamten Zeitverlauf der Schaum- und Flüssigkeitshöhe auf. Die Werte nach Ross-Miles werden automatisch herausgegriffen, zusammen mit zusätzlichen Informationen über den Zerfallsverlauf und die Drainage. Die Ergebnisse und Rohdatenkurven beliebiger Messungen können mit wenigen Klicks gemeinsam in Tabellen und Diagrammen dargestellt werden. Da die ASTM D 1173 Messungen verschiedener Konzentrationen eines Tensids empfiehlt, ist auch dieser schnelle Ergebnisvergleich optimal auf die Norm ausgerichtet.

Auf der analytica vom 10. bis 13. Mai in München stellt KRÜSS das RMFA interessierten Messbesuchern vor (Halle A1, Stand 311).

• Neuartige Druckdosiertechnik Liquid Needle von KRÜSS beschleunigt Kontaktwinkelmessungen erheblich
• Benutzerunabhängige Dosierdynamik verhindert ungewollte Vorbenetzung

Hamburg, 10. März 2016 – Mit der Dosiertechnik Liquid Needle verwendet die KRÜSS GmbH seit kurzem ein neuartiges Verfahren zur Tropfenpositionierung für die Messung statischer Kontaktwinkel. Die auf Druck basierende Methode beschleunigt den Dosiervorgang gegenüber der klassischen Nadeldosierung erheblich. Parallel angeordnete Dosiereinheiten erzeugen dabei zwei Tropfen gleichzeitig und machen Messungen der freien Oberflächenenergie innerhalb einer Sekunde möglich. Dass die Kontaktwinkel trotz dieser hohen Geschwindigkeit genau gemessen werden, belegt eine aktuelle wissenschaftliche Studie im Journal Colloid and Polymer Science.

Im Rahmen der Studie wurden Kontaktwinkel auf 14 verschiedenen Materialien mit der neuartigen Druckdosierung und der klassischen Nadel-Dosiertechnik gemessen. Mit einem breiten Spektrum von hydrophoben und hydrophilen, rauen und glatten sowie chemisch reinen und technischen Oberflächen deckt die Untersuchung alle praxisrelevanten Fälle ab. Die Ergebnisse der fachbegutachteten Veröffentlichung zeigen durchweg eine gute Übereinstimmung zwischen den Kontaktwinkelergebnissen beider Dosiermethoden.

Alternativen zur Nadeldosierung scheiterten bislang daran, dass der Bereich außerhalb der Kontaktfläche des Tropfens durch zu hohe Dynamik vorbenetzt wurde. Das verfälschte den Kontaktwinkel zu kleineren Werten. Im Gegensatz dazu werden beim Liquid Needle Verfahren von KRÜSS die Tropfen kontrolliert und dynamikarm mit Hilfe eines kontinuierlichen Strahls gebildet. Dieser ist im Verhältnis zur Endgröße des Tropfens so dünn, dass sich die Kontaktfläche nicht stärker ausbreitet als bei einer Nadeldosierung. Das belegen die Ergebnisse der Studie eindeutig.

Beide Techniken zeichnen sich also grundsätzlich durch behutsames Dosieren aus. Für die klassische Nadeldosierung gilt das jedoch nicht in jedem Fall. Durch ungeeignete Wahl der Absetzgeschwindigkeit oder des Dosierabstands kann der Anwender die Dynamik unbeabsichtigt erhöhen und so den Messwert verfälschen. Mit der neuartigen Methode ist das durch definierte Dosierbedingungen technisch ausgeschlossen. Vorteilhaft ist die Liquid Needle auch bei flüssigkeitsabweisenden Proben. Während sich kleinere Tropfen bei einer Nadeldosierung kaum auf solche Materialien absetzen lassen, bereitet die Dosierung mit der Liquid Needle keinerlei Schwierigkeiten.

Insgesamt geht aus der Studie hervor, dass die Liquid Needle Schnelligkeit mit hoher Genauigkeit verbindet, ungewollte Vorbenetzung sicher verhindert und darüber hinaus die Dosierung auf ultrahydrophobe Proben enorm erleichtert. Bislang setzt KRÜSS die neue Dosiertechnik im mobilen Prüfinstrument Mobile Surface Analyzer – MSA ein und stellt sie außerdem für alle stationären Kontaktwinkel-Messinstrumente zur Verfügung.

Literatur: Ming Jin, Raymond Sanedrin, Daniel Frese, Carsten Scheithauer, Thomas Willers: Replacing the solid needle by a liquid one when measuring static and advancing contact angles. Colloid and Polymer Science 294(4), 657-665, DOI 10.1007/s00396-015-3823-1 (2016).

• Neues Spinning Drop Tensiometer – SDT für Grenzflächenanalysen zur Entstehung und zum Verhalten von Emulsionen und Mikroemulsionen
• High-tech-Lösungen für hohe Messpräzision, einfache Probenvorbereitung und schnelle, exakte Temperierung
• Neue Software mit innovativem Bedienkonzept für vollständig softwaregesteuerte Messungen

Hamburg, 21. Mai 2015 – Die KRÜSS GmbH präsentiert das neuartige Spinning Drop Tensiometer – SDT erstmalig auf der ACHEMA 2015. Das Instrument misst die Grenzflächenspannung mit hoher Präzision und einem besonders weiten Messbereich. Aufgrund dieser enormen Bandbreite, geringer Probenmengen und einfachster Handhabung bei der Vorbereitung ist das SDT ideal für die Qualitätssicherung und Entwicklung von Emulsionen und Tensiden. Die exakte Erfassung extrem geringer Grenzflächenspannungen macht das SDT außerdem zum Spezialinstrument für das Grenzflächenverhalten bei Mini- und Mikroemulsionen, etwa für die tertiäre Erdölförderung oder die Pharmazie.

Bei einer Spinning-Drop-Messung erfolgt die Messung der Grenzflächenspannung durch die Videobildanalyse eines Tropfens, der sich in einer umgebenden Flüssigkeit in einer rotierenden Kapillare befindet. Maßgeblich für die Präzision sind bei der Spinning-Drop-Methode die Genauigkeit der Videoanalyse und der Drehgeschwindigkeit. Beim SDT gehören daher eine hochauflösende USB3-Kamera und ein exakt angesteuerter Präzisionsmotor mit exzellenter Geschwindigkeitskonstanz zu den wichtigsten Komponenten, kombiniert mit intelligenten und robusten Bildauswertealgorithmen der Software ADVANCE.

Neben der bewährten Standardmethode nach Vonnegut umfasst das Methodenspektrum von ADVANCE auch eine präzise Auswertung der Tropfenkontur nach Young-Laplace. Diese Methode kommt mit einer kleineren Rotationsgeschwindigkeit aus und erweitert so den Messbereich des Instruments bis hin zur mühelosen Messung sehr hoher Grenzflächenspannungen. Die Konturanalyse ist bei dieser Methode besonders robust.

Neuartig für die Spinning-Drop-Messtechnik ist die Unterbringung sämtlicher Komponenten einschließlich der rotierenden Kapillare in einem robusten, geschlossenen Gehäuse. Verletzungen sind dadurch praktisch ausgeschlossen und die Arbeit wird durch die im Design klar hervorgehobenen Bedienelemente erleichtert. Kameraposition und Neigung werden motorisch gesteuert, wobei zum Schutz der Kamera eine spezielle Aussparung für deren Parkposition eingerichtet ist.

Eine der hervorstechenden Eigenschaften des SDT ist die besonders einfache Handhabung bei der Probenvorbereitung. Das mit zwei Patentanmeldungen verbundene Konzept zum Füllen der Kapillare verkürzt die sonst häufig umständliche Präparation einer Spinning-Drop-Messung erheblich. Auch das übliche regelmäßige Austauschen eines Septums entfällt. Die Kapillare wird dabei zunächst im ausgebauten Zustand mit der umgebenden Flüssigkeit befüllt. Die speziell geformte Verschlusskappe dient zugleich als Träger für die Tropfenflüssigkeit, die so im Zuge des Verschließens in die Kapillare gelangt. Mit einem Handgriff wird dann die Kapillare in deren Halterung eingeklickt.

Ermöglicht wird der zügige Kapillarwechsel nicht zuletzt durch den Verzicht auf Flüssigtemperierung, was außerdem einen zusätzlichen Thermostat einspart. Die integrierte elektrische Heizungeinheit regelt die Zieltemperatur schnell und genau ein und zeichnet sich durch hohe Temperaturkonstanz aus. Für Analysen unterhalb der Raumtemperatur kann darüber hinaus ein Kryostat angeschlossen werden. Ein präziser Infrarotsensor misst die Temperatur kontaktlos und gibt die thermischen Verhältnisse sehr nah am Tropfen wieder.

Die Software ADVANCE für das SDT setzt den Fokus auf einfach umgesetzte Automatisierung und intuitive Bedienbarkeit. Die für den jeweiligen Arbeitsschritt relevanten Funktionen sind in Kacheln angeordnet und zeigen alle im Kontext notwendigen Elemente auf der Oberfläche. ADVANCE verzichtet auf Menüs oder Pop-up-Fenster und spart unnötige Klicks sowie die zeitraubende Suche nach versteckten Elementen.

Die Messung mit dem Spinning Drop Tensiometer – SDT erfolgt vollständig softwaregesteuert mit Hilfe vorbereiteten, einfach variierbaren Messprozeduren. ADVANCE ordnet automatisch jedem Messwert das dazugehörige Tropfenbild zu und präsentiert es im Videofenster. Aufwändiges Speichern, Laden und Verwalten von Bilddateien entfällt. 

Auf der ACHEMA 2015 am Messestand F77 in Halle 4.1 führt KRÜSS interessierten Besuchern das Spinning Drop Tensiometer – SDT mit der Software ADVANCE vor.

• Vollautomatische Benetzungsanalyse großer Proben: der neue Large Surface Analyzer – LSA auf der Hannover Messe
• Schneller, berührungsloser und einfach programmierter Messablauf für die Qualitätssicherung
• Ausführungen in verschiedenen Größen sowie Sonderanfertigungen auf Anfrage bis ca. 9 m²

Hamburg, 25. März 2015 – Auf der Hannover Messe 2015 stellt die KRÜSS GmbH erstmalig den Large Surface Analyzer – LSA vor, der einen Positionierroboter mit dem mobilen Kontaktwinkel-Messinstrument Mobile Surface Analyzer – MSA kombiniert. Das System bestimmt schnell und vollautomatisch die freie Oberflächenenergie großer Proben an beliebiger Position. Aufgrund der einfachen Handhabung und Programmierung ist diese robotergestützte, wissenschaftliche Oberflächenanalyse besonders für die Qualitätssicherung gereinigter, vorbehandelter oder beschichteter Materialien geeignet.

Das vom Roboter bewegte MSA ist mit einer Messzeit von weniger als einer Sekunde das schnellste auf dem Markt befindliche mobile Instrument zur Bestimmung der freien Oberflächenenergie mit zwei Testflüssigkeiten. Dazu platziert es mittels einer berührungslosen Druck-Dosiertechnik zwei Tropfen auf der Probe, ermittelt anhand der Videobilder beider Tropfen die Kontaktwinkel und berechnet die freie Oberflächenenergie automatisch. Dieser Ablauf wird bei dem neuen Large Surface Analyzer – LSA auf einfache Weise um die schnelle und präzise Positionierung des Instruments zwischen den Messungen erweitert.

Der von KRÜSS im Bereich Surface Technology der Hannover Messe 2015 präsentierte Large Surface Analyzer – LSA mit zwei horizontalen Achsen und einer Höhenachse ist für Probengrößen von 495 × 565 mm ausgelegt. Eine zweite Standardausführung ermöglicht die freie Positionierung auf einer Fläche bis zu 2900 × 3150 mm. Darüber hinaus baut KRÜSS auf Kundenanfrage Systeme in anderen Größen. Am Messestand G29 in Halle 3 führt KRÜSS das System interessierten Besuchern vor.