Umwelttechnologie

Die Partikelgrößenanalyse, die Rheologie und die Untersuchung des Zetapotenzials sind in verschiedenen Bereichen der Umwelttechnologie von Bedeutung.

Erden und Sedimente

Die moderne Laserbeugung bietet gegenüber den herkömmlichen an Erden durchgeführten Sedimentations- und Hydrometrieanalysen viele Vorteile: Nur geringe Probenvolumen werden benötigt, die Analyse erfolgt schnell und ist reproduzierbar und moderne Instrumente wie die der Mastersizer Serie bieten eine Auswahl an Dispergierverfahren. Die Probe kann entweder nass oder trocken analysiert werden.

Materialien, in denen Partikel kleiner 10 µm vorhanden sind, zeigen im Vergleich zu gröberem Material einen größeren Einfluss der van der Waalschen Kräfte. Dadurch erscheinen sie klebriger und sind schwieriger zu dispergieren. Die Nassdispergierung bringt für solche Materialien bessere Ergebnisse als die Trockendispergierung.

Die Trockendispergierung ist für frei fließende sandige Erde, die wenig zusätzliche Dispergierung benötigt, geeignet. Eine solche Probe stammt wahrscheinlich aus einer Wüstenregion. Jede Spur vorhandenen Wassers verhindert die Analyse durch Trockendispergierung. Die meisten frischen Erden werden aus diesem Grund nass gemessen. Frische Erde enthält fast immer Material außerhalb des Messbereichs des Instruments. Daher wird ein Sieb verwendet, um die Probe in passende Fraktionen zu teilen.

Für die Präsentation der Daten verwenden Wissenschaftler, die sich mit Bodenproben befassen, häufig eine spezielle Größenklassifizierung. Diese wird als "Phi-Skala" bezeichnet und ist eine exponentielle Darstellungsweise bei der die Klassengrenzen durch den Index bezeichnet werden. Nach der Phi-Skala misst der Mastersizer 2000 von 15,5 phi (21 nm) bis -1 phi (2000 µm). Phi-Tabellen und -Graphiken werden in der Malvern Software bereitgestellt.

Wasserbehandlung

Der Zetasizer Nano Z ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Trink- und Abwasserbehandlung. Während viele Anwendungen zur Gewährleistung der Stabilität eine hohe Partikelladung erfordern, ist man in der Abwasserbehandlung bestrebt, das Zetapotenzial der suspendierten Partikel mit dem Ziel der Ausflockung bis auf null zu reduzieren. Dafür werden verschiedene Chemikalien wie zum Beispiel Aluminiumsalze und Polyelektrolyte zugesetzt. Da diese Materialien einen signifikanten Kostenanteil der Abwasserbehandlung ausmachen, kann die Messung des Zetapotenzials zur Reduzierung der erforderlichen Dosis und somit einer beträchtlichen Senkung der Kosten führen. Wenn durch weniger Additive eine bessere Steuerung der Ausflockung erzielt wird, kann außerdem die Haltbarkeit der Filter verlängert werden.

Der MPT-2 Autotitrator kann als Zusatzeinheit des Zetasizer Nano Z zur automatischen Bestimmung der optimalen Dosis, die für die Reduzierung des Zetapotenzials auf den angestrebten Wert erforderlich ist, genutzt werden.

Kenntnisse über die flüssigkeitsmechanischen Eigenschaften, sind da die Materialien bei unterschiedlichsten Stärken des Druckes und unterschiedlichsten Durchmessern der Rohre gepumpt werden, von großer Bedeutung. Mit Bohlin Rheometers könnten routinemäßig die Viskosität und die flüssigkeitsmechanischen Eigenschaften in einem weiten Scherbereich und über einen großen Temperaturbereich bestimmt werden. Dies ermöglich es Grenzwerte des Drucks zu ermitteln, was zur Bestimmung des Design der erforderlichen Pumpen hilfreich ist, um durch den Einsatz der richtig ausgelegter Pumpen, Start up Problem bei Pumpvorgängen zu vermeiden.