bei dem Thema Lufttrocknung bleibe ich gedanklich immer wieder hängen.
Es gibt diese Schränke, in denen elektronische Bauteile bei sehr niedriger Luftfeuchtigkeit (1%) gelagert werden.
Die Entfeuchtung geschieht dabei nicht(!) mittels Kondensation an kalten Flächen (Raumluftentfeuchter mit Kompressor).
Nach meiner Recherche ist es eher eine extrem hygroskopische Chemikalie, die dann wieder (thermisch?) entfeuchtet wird.
Meine Frage bezieht sich auf das exakte Verfahren das in diesen Schränken werkelt.
Wie ist es möglich, eine rel. Luftfeuchtigkeit von 1% zu erzeugen.
Mein Ziel ist es, sowas mit halbwegs einfachen Mitteln nachzubauen.
Etwas kleiner vielleicht, in Form einer "Kiste".
Mit Silica Gel etc. ist eine so niedrige Feuchtigkeit übrigens nicht erzielbar.
Daher mein Interesse an der detaillierten Funktionsweise.
Kupfersulfat enthält 5 mol Kristallwasser und ist blau. Erhitzt man es, verliert es sein Kristallwasser und wird weiß.
Es gibt einige Salze, die Kristallwasser enthalten. Gips z.B.
Schwefelsäure kann man auch zum Trocknen nehmen, weil sie hygroskopisch und nicht flüchtig ist.
Die Kunst besteht eben darin, etwas zu finden, was nicht flüchtig ist und wo sich der Vorgang umkehren lässt.
...und Kupfersulfat, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, NaOH oder mal was Flüssiges: konz. Schwefelsäure...
Dein Freund ist eine Suchmaschine "trocken mittel drying agent solvent" oder so ähnlich.
mfG fE
google.com/search?gbv=1&q="air+dryer+for+electronic+components"
de.wikipedia.org/wiki/Trocknung
de.wikipedia.org/wiki/Adsorptionstrocknung
oder Spülen mit Nafionmembran-getrockneter Luft:
de.wikipedia.org/wiki/Nafion
ph.parker.com/us/en/product-list/compressed-air-dryers-for-electrical-cabinets-and-enclosures
Üblich ist auch die Lagerung von kritischen Bauteilen Stickstoffschränken. Die werden mit Gas geflutet. Der Stickstoff wir in flüssiger Form angeliefert und vor der Nutzung verdampft. Das ist automatisch trocken und schließt jede Oxidation aus. Selbst Spuren von Contamination mit Halogenen (Chlorid...) wäre katastrophal...
Calciumchlorid kann getrocknet werden bei/mit <260°C wieder getrocknet werden. Es könnte während der Nutzung als Trocknungsmittel aber durch Phenole, Alkohole, ...was mit "ol" endet, verunreinigt werden. Man muss sich für seine Objekte das passende Salz aussuchen. Und mal einen Exsikkator improvisieren, die haben einen Anschluss zur Erzeugung von Unterdruck. Diphosphorpentoxid wäre noch ein Kandidat, der reisst Wasser auch aus molekularen Bindungen.
Vielleicht versagt auch meine Messmethode.
Hygrometer und Silicagel landen zum Test in einer luftdichten Box (Tupper).
Keines der von mir getesteten Hygrometer (digital und analog) zeigte mit frisch regeneriertem oder neu ausgepacktem Silicagel weniger als 15%RH an.
Eventuell braucht man ja spezielle Hygrometer, die im unteren RH Bereich genau anzeigen.
Unter 15%RH komme ich reproduzierbar mit ganz simplem Zeitungspapier oder Karton (Pappe), das zuvor im Ofen bei max. 150°C getrocknet wird.
Alle Tests habe ich mindestens über 6 Stunden in der Tupperbox gelassen.
Keines der von mir getesteten Hygrometer (digital und analog) zeigte mit
frisch regeneriertem oder neu ausgepacktem Silicagel weniger als 15%RH
an.
Eventuell braucht man ja spezielle Hygrometer, die im unteren RH Bereich
genau anzeigen.
Unter 15%RH komme ich reproduzierbar mit ganz simplem Zeitungspapier
oder Karton (Pappe), das zuvor im Ofen bei max. 150°C getrocknet wird.
Naja. Wenn du mit Zeitungspapier und deinen Hygrometern unter 15% kommst liegt es (noch) nicht an den Hygrometern.
Aber das Silicagel kann nicht beliebig viel Feuchtigkeit aufnehmen. Und ist ab Werk, bzw. nach der Lagerung evtl. auch nicht ganz trocken. Bzw. es stellt sich halt ein Gleichgewicht zwischen Luftfeuchtigkeit und Feuchtigkeit im Silicagel ein.
Aber das Silicagel kann nicht beliebig viel Feuchtigkeit aufnehmen. Und
ist ab Werk, bzw. nach der Lagerung evtl. auch nicht ganz trocken. Bzw.
es stellt sich halt ein Gleichgewicht zwischen Luftfeuchtigkeit und
Feuchtigkeit im Silicagel ein.
1x das, und die chinesischen DHT Feuchtigkeitssensoren sind auch nur Schätzeisen.
Mein Ziel ist es, sowas mit halbwegs einfachen Mitteln nachzubauen.
Etwas kleiner vielleicht, in Form einer "Kiste".
Machst du das nur zur Forschung und 'just for fun' oder steht bei dir ein reales Projekt dahinter? Geht es da um grössere Objekte oder sollen nur ein paar Kleinteile bis zum Bersten getrocknet werden? Ist das nur für ein paarmal oder soll das etwas Dauerhaftes werden? Kommerziell oder privat?
Für Kleinteile und öftere Anwendungen schlage ich aus meiner Erinnerung an mein Studium folgende Lösung vor:
Exsikkator mit Silica-Gel und mit einer Wasserstrahlpumpe ein Vakuum darauf ziehen. Zuerst das Gut im Trockenschrank (Backofen) vortrocknen und dann in den Exsikkator.
So haben wir unsere Quantitativ-Analysen getrocknet bevor sie auf der Analysenwaage gewogen wurde. Zu den erreichbaren Prozenten kann ich nichts sagen, das war bei unserer Anwendung nicht wichtig.
Für die Gerätschaften müsstes du naturlich zuerst ein paae Euronen auf den Tisch legen.
Meine persönliche Erfahrung mit CaCl2:
Wegen der Feuchtigkeit in meinem Neubau (wohin ich immer noch nicht einziehen konnte) habe ich mir 10kg CaCl2 gekauft und diese in Plastikschalen (40 x 30 x 20cm) verteilt.
Alle paar Wochen schaue ich vorbei: in allen Schalen ist meist nur noch Wasser.
Dieses Wasser fülle ich 5L Behälter um, die ich dann in meiner Mietwohnung in einem grossen Topf soweit aufkoche, bis eine zähe Flüssigkeit entstand ist. Diese kippe ich dann in eine Silikon-Form, die dann in kurzer Zeit erhärtet.
Man muss nur beim Umgiessen in die Silikon-Form aufpassen. Etwaige Spritzer hinterlassen ganz böse Verbrennungen (von denen ich leider ein paar eingefangen habe).
Für einen Trockenschrank natürlich keine geeignete Methode. Aber für grosse Räume durchaus eine Alternative für einen Luftentfeuchter.
Luft aus Druckluftflaschen von Tauchern hat nach einer Kompression auf
200 Bar nur noch 0,5% rel. Feuchte.
Wenn die zu trocknenden Bauteile eine signifikante Menge Feuchtigkeit abgeben dann muss man öfter mit frischer trockener Luft spülen. Da wäre ein chemisches Trockenmittel durchaus vorteilhaft. Zur groben Abschätzung: Laut dem PDF hier (Seite 9) sind es bis zu 0.5 Gewichtsprozent:
Anhand des Gewichts der Bauteile (in erster Näherung würde ich das Gewicht inklusive Gurt/Verpackung nehmen, das Plastik zieht ja auch Feuchtigkeit) und der Größe des Behälters kann man damit abschätzen wie viel Feuchtigkeit man da rausziehen kann und wie stark sich die relative Luftfeuchtigkeit erhöht wenn man die trockene Luft nicht austauscht.
Falls das mit gespeicherter Trockenheit eine gute Lösung ist könnte man auch über die folgenden Alternativen zu Taucher-Druckluftflaschen nachdenken:
Argon Schutzgas (aus dem Schweißbedarf), das gibt es je nach benötigter Menge entweder als Einwegflasche oder als wiederbefüllbare große Flasche.
CO2 aus SodaStream-Zylindern, die enthalten 425g CO2, entspricht ca. 205l Gas bei Normalbedingungen und man kann den leeren Zylinder für ein paar Euro in der Drogerie tauschen. Bin mir aber nicht ganz sicher ob eine reine CO2-Atmosphäre einen negativen Einfluss auf die Bauteile hat.
Machst du das nur zur Forschung und 'just for fun' oder steht bei dir
ein reales Projekt dahinter?
Sagen wir mal es ist zur privaten Forschung.
Ich denke immer über eine Methode nach, die eine sehr effiziente Lufttrocknung erbringt, ohne jedoch zuviel Energie zu verbrauchen.
Ohne Energie geht es nicht, aber ich habe immer das Gefühl, dass alle bisherigen Methoden irgendwie "Steinzeit" mässig sind.
Besonders was den Energieverbrauch angeht.
Die Trockenschränke für Elektronik sind bisher jedenfalls das beeindruckenste, was ich kenne.
Daher wollte ich gern wissen, wie (ins Detail) das funktioniert.
Wenn es mir gelingt, einen ebenso effizienten Trockenschrank (Box) mit günstigen und leicht erhältlichen Bauteilen zu realisieren wäre das schon spannend und irgendwie wäre es ein Produkt, dass ich so noch nicht im Handel gesehen habe.
Trockene Lagerung von Optik etc.
Wärmefreies trocknen von Obst.
Trocknung von Schuhen und Kleidung mit wenig Energieverbrauch.
So ein Elektronik Trockenschrank zu kaufen, nur um es zu erforschen wäre aber etwas zu kostspielig.
Wenn es mir gelingt, einen ebenso effizienten Trockenschrank (Box) mit
günstigen und leicht erhältlichen Bauteilen zu realisieren wäre das
schon spannend und irgendwie wäre es ein Produkt, dass ich so noch nicht
im Handel gesehen habe.
Die Trockenschränke für Elektronik sind bisher jedenfalls das
beeindruckenste, was ich kenne.
Daher wollte ich gern wissen, wie (ins Detail) das funktioniert.
Da halten sich die Hersteller sehr bedeckt. Neben dem oben schon genannten kontinuierlich arbeitenden System von Mekko gibt es wohl auch noch Systeme bei denen das Trockenmittel mit Hilfe verstellbarerer Klappen abwechselnd mit heißer Luft getrocknet wird und dann die Feuchtigkeit aus der Luft im Innenraum aufnimmt:
Ich denke immer über eine Methode nach, die eine sehr effiziente
Lufttrocknung erbringt, ohne jedoch zuviel Energie zu verbrauchen
Um Luft zu trocknen, braucht es Energie. Und zwar umso mehr, je trockener es werden soll (Sprich: Je aggressiver ein Trockenmittel ist). Weil naemlich ein Prozess, der reversibel sein soll, mindestens die gleiche Energie (2. Hauptsatz) zum Regenerieren des Trockenmittels benoetigt.
