Materialien und Geräte zur Klimatisierung
von Vitrinen und Depotschränken

2.4.1 Salzlösungen: Experimente zu Salzlösungen in Beuteln

 

 

Wie im vorigen Kapitel 2.4. ausgeführt, ist die Gefahr des Verschüttens wohl der wesentlichste Grund, warum gestättigte Salzlösungen in Vitrinen selten eingesetzt werden. Um dieser Gefahr zu begegnen, liegt es nahe, die Salzlösungen in wasserdichte aber wasserdampfdurchlässige Behälter zu verpacken.

Verschiedene Membranen wie Goretex, Sympatex oder das Spinnvlies TYVEK besitzen diese Eigenschaft, kein flüssiges Wasser wohl aber Wasserdampf durchzulassen. Tyvek 1073 bleibt bis zu einem Druck von 150 cm Wassersäule dicht (Bild rechts): Bei Kontakt mit Netzmitteln oder Lösemitteln wird es allerdings leicht durchlässig, so auch durch Beschriftungen mit Filzstift.

Ohne weiteres lassen sich Konstruktionen mit starren Behältern ersinnen, bei diesen diese Membranen irgendwie in einen dicht schließenden Deckel eingearbeitet sind. Leider werden diese Konstruktionen schnell relativ aufwändig, sodass sie für einen massenweisen Einsatz kaum in Frage kommen.

Als eine kostengünstigere Alterative bieten sich daher Beutel an, in ähnlicher Form wie das bei den kommerziell erhältlichen Trocknungsbeuteln "Container Dri II" (United Desiccants) angewendet wird. Diese enthalten das hygroskopische Salz CaCl2 im Trockenzustand. Bei zunehmender Wasseraufnahme bildet sich im Beutel eine Flüssigkeit, die bei normalem Umgang mit den Beuteln nicht austritt. Die Beutel überstehen selbst ein Herabfallen aus mehreren Metern Höhe.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Container-Dri Beutel bestehen aus einseitig TYVEK 1073 (ein Polyolefinvlies von DuPont) und einseitig PE-Folie. Dass nicht beide Seiten aus Tyvek bestehen hat seinen Grund darin, dass sich TYVEK auf TYVEK nicht solide verschweißen lässt - die Nähte reißen entlang der Kanten leicht auf. Daher muss zur Herstellung der Beutel muss mit einem einseitig beheizten Folienschweißgerät, (z.B. der Joke SZ 380/8 oder einem einseitig beheizten Tischschweißgerät) die PE-Folie auf das TYVEK aufgeschmolzen werden (nicht umgekehrt). Auf diese Weise ergibt sich eine perfekte Schweißnaht.

Beutel mit gesättigter Salzlösung aus Magnesiumchlorid Hexahydrat. Das Gewicht des leeren Beutels beträgt ca. 10 g. Durch Zugabe von 36 g Wasser ergibt sich eine gesättigte Lösung - eine Art fester Sulz, wobei alle Salzteilchen benetzt sind. Der Beutel klimatisiert dann auf rF von ca. 33%, siehe 2.4, Tabelle 1 .

Bei 665 g ist eine klare Lösung erreicht. Der Beutel kann darüber hinaus noch deutlich mehr Wasser aufnehmen (siehe unten), jedoch ist es dann keine gesättigte Lösung mehr und somit steigt auch die Gleichgewichtsfeuchte.

Durch die Gewichtsangabe lässt sich jederzeit dei Restkapazität eines Beutels ermitteln.

 

Um die Geschwindigkeit zu ermitteln, mit der die Beutel Wasserdampf aufnehmen, wurden Beutel von 35 x 15 cm befüllt mit

- 500 g MgCl2 x 6 H2O, Gleichgewichtsfeuchte bei 20°C: 33 % rF
- 250 g K2CO3, x 2 H2O Gleichgewichtsfeuchte bei 20°C: 43 % rF
- 500 g Mg(NO3)2 x 6 H2O, Gleichgewichtsfeuchte bei 20°C: 54 % rF

 

Zur Messung der Wasserdampf - Aufnamegeschwindigkeit wurde ein Beutel mit gesättigter Lösung eines der drei Salze - hier mit möglichst viel ungelöstem Salz - in einen mit etwas Wasser befüllten Eimer gestellt, durch ein Gitter etwas erhöht gegenüber der Wasserfläche.

Bild rechts: Bei Magnesiumnitrat und Kaliumkarbonat wurde auch die Abgabegeschwindigkeit gemessen. Hierfür wurde je ein Beutel über ein Bett aus Beuteln mit dem Trocknungsmittel Molekularsiebe (siehe 2.1.1.3) gelegt. Die Luftfeuchte im Emer bleib während des Versuchs immer nahe 0%

Die Eimer wurden einige Wochen bei 20°C gelagert. In periodischen Abständen wurde das Gewicht der Beutel gemessen.

Neben den 5 selbst befüllten Beuteln wurde auch ein Beutel Container-DriII getestet.

Ergebnisse:

Bereits nach wenigen Wochen ergab sich ein klares Bild vom Verhalten der Beutel:

Alle Beutel zeigen eine relativ rasche Wasseraufnahme, auch über den Zustand der gesättigten Lösung hinaus. Bie Kaliumkarbonat musste der Versuch abgebrochen werden, da der Beutel an der Kontaktstelle mit der rostigen Innenwand des Eimers undicht geworden war.

Die Wasserabgabe war deutlich langsamer. Bei Kaliumchlorid war noch eine deutliche Wasserabgabe zu verzeichnen. Bei Magnesiumnitrat kam die Wasserabgabe bald zum Erliegen. Durch das Auskristallisieren des Salzes bildete sich direkt am Tyvek eine Kruste, welche die Poren des Tyvek nahezu vollständig verschloss. Es scheint somit unmöglich, Vitrinen mit Salzlösungen in Beuteln zu befeuchten. Das Entfeuchten von Vitrinen ist dagegen problemlos.

Zur Anwendung in Vitrinen empfiehlt es sich dennoch, eine Kunststoffschale unterlegen. Insgesamt sind durch die Anwendung in Beuteln die Verschmutzungsgefahren so stark minimiert, dass eine Anwendung im größeren Stil möglich scheint.

TYVEK 1073 oder auch dreiseitig vorfertigte Beutel aus TYVEK / PE lassen Sie über uns beziehen, auch fertig mit Salzlösungen befüllte Beutel (alles auf Anfrage). Passende Kunststoffschalen gibt es im Baumarkt.

Da die Beutel so schlecht Wasser abgeben können, sind sie leider nicht regenerierbar.

Ohnehin sind Salzlösungen schwierig zu trocknen: Eindampfen erfordert sehr hohe Temperaturen und verändert die Salze z.T. chemisch. Ein gangbarer Weg ist dagegen, Salzlösungen indirekt zu trocknen, mit Trockenmittelbeuteln (siehe Bild links). Auch dieses Verfahren ist leider sehr langwierig. Zudem müssen anschließend die Trockenmittelbeutel wieder im Ofen regeneriert werden.

 

Nächstes Kapitel: Beutel mit Salzlösungs-Gelen

 

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