Die Auswahl der Veraschungsöfen von Carbolite Gero deckt eine der häufigsten Anwendungen für Laborkammeröfen ab: Das Erhitzen von brennbaren Proben, um den entstehenden Ascherückstand zu analysieren. Da es keine einheitliche Lösung für alle Anforderungen gibt, sind verschiedene Öfen erhältlich, die auf Veraschungs- und Abbrandanwendungen zugeschnitten sind.
Als Veraschung wird ein Prozess beschrieben, bei dem organisches Material, durch das Erhitzen unter Luftatmosphäre, verbrannt wird. Das Ziel des Prozesses kann sein, die restliche Masse der Probe (Asche) zu bestimmen. Diese Wärmebehandlung kann auch als Zwischenschritt zur Vorbereitung der Probe für die Bestimmung anorganischer Komponenten in der RFA (Röntgenfluoreszenzanalyse), Massenspektrometrie oder für andere Tests wie der Ascheschmelzpunktbestimmung verwendet werden.
Die Proben werden so lange unter Luftatmosphäre erhitzt, bis sie mit dem vorhandenen Sauerstoff reagieren und verbrennen. Die organischen Komponenten der Proben werden dabei oxidiert und die zurückbleibende Asche enthält anorganische, nicht brennbare Stoffe.
Bei einigen Tests müssen sowohl der Prozess als auch die benutzte Ausrüstung internationalen Standards wie ISO, EN, ASTM usw. entsprechen. Es gibt auch Prozesse (wie LOI (Gewichtsverlust bei Verbrennung)) die erfordern, dass die Probe vor und nach der Veraschung gewogen wird, um den Gewichtsverlust bei der Veraschung festzustellen. Durch das Benutzen eines Ofens mit integrierter Waage ist es auch möglich, Proben dauerhaft während des Prozesses zu wiegen. Dadurch kann sowohl der Gewichtsverlust in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit festgestellt, als auch der Zeitpunkt der vollständigen Verbrennung erkannt werden.
Spezialisierte Veraschungsöfen sind die beste Ausrüstung, in der diese Prozesse durchgeführt werden können. Carbolite Gero produziert serienmäßig sowohl allgemein anwendbare als auch speziell angefertigte Veraschungsöfen, um definierte Kohle-/Koks-Teststandards zu erfüllen.
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Ein Veraschungsofen ist so gebaut, dass ein starker Luftstrom durch die Kammer gewährleistet wird, um die Verbrennung der Probe zu sicherzustellen.
Die einströmende Luft wird über die Heizelemente geleitet, sodass sie vor dem Eintreten in die Kammer vorgewärmt wird. Dadurch wird das Risiko, dass die Temperatur während des Prozesses ungewollt absinkt, vermieden. Der Luftstrom dient auch dazu, den Rauch aus der Kammer, über den Kamin, zu befördern.
Eine optionale thermische oder katalytische Nachverbrennung ist am Gehäuse angebracht. Diese konvertiert unvollständig verbrannte, umweltschädliche und giftige Gase in weniger schädliche Stoffe wie z.B. CO2, NO2 und Wasser.
Produktvideo: Veraschungsofen AAF-BAL
Da der entstehende Rauch die Heizelemente beschädigen könnte, wird ein Veraschungsofen häufig mit Schutzplatten aus Siliziumcarbid ausgestattet. Diese werden in der Ofenkammer zwischen der Probe und den Heizelementen angebracht, um die Heizelemente zu schützen.
Bei kleinen Modellen bis 7 L sind die Heizelemente um eine Keramik-Muffel gewickelt, in der die Proben platziert werden. Der Rauch kann nicht aus der Muffel austreten, sodass die Heizelemente geschützt sind.
Für Prozesse, bei denen Aluminiumoxid-/Siliziumdioxid-Stäube die Probe verunreinigen oder bei einer Reaktion mit der Probe ätzende Dämpfe entstehen könnten, ist eine versiegelte Kammer notwendig, um sowohl den Ofen als auch den Prozess zu schützen.
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Sowohl in der Lebensmittel- als auch in der Pharmaindustrie werden Proben im Rahmen der Qualitätskontrolle verascht, um die Menge an anorganischen und unverdaulichen Stoffen zu bestimmen. Wenn nötig, können Proben zerkleinert oder gemahlen werden, um die Oberfläche zu vergrößern oder sie vor dem Erhitzen mit anderen Stoffen zu mischen.
Die petrochemische Industrie nutzt Veraschungsprozesse, um den Anteil an Metallen oder anderen anorganischen Stoffen in Proben zu ermitteln. Dieser Prozess ist wichtig, da die Zusammensetzung eines Produkts aufgrund der natürlichen Herkunft unterschiedlich sein kann und bestimmte Metalle oder Mineralien den Raffinerieanlagen oder anderen späteren Prozessen schaden.
Folgende Beispiel zeigt die Änderung des Probengewichts und der Kammertemperatur in einem Veraschungsofen mit Nachbrenner.
Das nebenstehende Bild zeigt den Querschnitt eines Veraschungsofens (ABF). Luft wird durch einen Einlass an der Rückseite des Ofens eingesaugt und über die Heizelemente geleitet, wo sie vor dem Eintritt in die Ofenkammer vorgewärmt wird. Rauch und andere unvollständig verbrannte, flüchtige Stoffe verlassen die Ofenkammer und werden mit zusätzlicher Luft nachverbrannt. Ein Ventilator sorgt dafür, dass sich die Oxidationsprodukte und die frische Luft mischen, dabei abkühlen und über den Kamin austreten.
Proben, die in den Öfen verascht werden sind: Lebensmittel, Erde und Torf, Platikbehälter, Gummi, Futtermittel, Wolle, Naturfaser, Mehl, pharmazeutische Produkte, Pflanzenöle, Farbe, Polyester, Glasfaser, Gelatine, Klärschlamm, Holz, Testkeramiken und Boden zur Bestimmung des Mineraliengehalts oder PVC zur Bestimmung des Calciumcarbonatgehalts.
Andere Prozesse:
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Veraschungsöfen sind Kammeröfen, die so konzipiert sind, dass sie die Verbrennung von Materialien bei einer genau kontrollierten Temperatur ermöglichen. Die Luft wird durch den hohen Schornstein in die Kammer gesaugt und muss zwischen den Isolierschichten hindurchströmen, so dass sie vor dem Eintritt in die Kammer vorgewärmt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die Proben in der Nähe des Lufteinlasses nicht durch den Luftstrom abgekühlt werden. Nebenprodukte, die die Elemente angreifen könnten, werden so aus dem Veraschungsofen gespült.
Veraschungsöfen werden häufig bei der Prüfung von Lebensmitteln, Kunststoffen und Kohlenwasserstoffmaterialien wie Kohle eingesetzt. Veraschungstests können in genormten Prüfverfahren definiert werden. Typische Beispiele hierfür sind ISO 1171:2010 und ASTM D3174-12.
Der Unterschied zwischen einem Standard-Laborkammerofen und einem Veraschungsofen besteht in erster Linie in der Zufuhr von vorgewärmter Luft zur Förderung der Verbrennung. Veraschungsöfen sind speziell für einen erhöhten Luftstrom ausgelegt, um die Verbrennung und anschließende Veraschung von Materialien zu erleichtern.
