PORESPHERE™ A-Indikator OG ist ein hochreines, engporiges Silicagel, das gezielt für die zuverlässige Adsorption von Wasserdampf entwickelt wurde. Durch seine fein abgestimmte Porenstruktur können selbst kleinste Wassermoleküle effizient aufgenommen werden.
Damit eignet sich dieser Silicagel-Typ besonders für Anwendungen, bei denen eine starke Absenkung der Restfeuchteerforderlich ist – etwa beim Schutz empfindlicher Elektronik, in Labor- und Analyseumgebungen, Transformatoren, in der Prozessluftaufbereitung oder bei der Langzeitkonservierung hochwertiger Güter.
Ein integrierter Farbindikator erleichtert zudem die Überwachung: Das Material wechselt seine Farbe von orange zu grün, sobald es mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Auf diese Weise lässt sich der Beladungszustand sofort erkennen, wodurch rechtzeitiger Austausch oder eine schonende Regeneration ermöglicht wird. Diese einfache visuelle Kontrolle spart Aufwand, erhöht die Prozesssicherheit und macht den Einsatz besonders bedienerfreundlich und zuverlässig.
Mikrostruktur und Porenaufbau
Adsorptionsverhalten
Regeneration
PORESPHERE™ A-Indikator OG ist ein synthetisch hergestelltes, amorphes Silicagel vom Typ A mit einer engporigen Struktur. Durch die unregelmäßige Anordnung der Silizium- und Sauerstoffatome entsteht ein Netzwerk extrem feiner Poren im Nanometerbereich (0,1–12,5 nm). Diese feine Porosität sorgt für eine außergewöhnlich große spezifische Oberfläche von mehreren hundert Quadratmetern pro Gramm Silicagel.
Die Vielzahl an Poren ermöglicht eine besonders effiziente Aufnahme von Wasserdampf aus der Umgebungsluft. Selbst bei geringer relativer Feuchte wird eine gleichmäßige und konstante Adsorption erreicht, da die Poren homogen verteilt sind. Damit bietet PORESPHERE™ A-Indikator OG eine zuverlässige und langanhaltende Trocknungsleistung.
Dank seiner Kombination aus engporigem Aufbau, hoher Aufnahmekapazität und stabiler Feuchtigkeitskontrolle ist dieses Silicagel ideal geeignet für industrielle Trocknungsprozesse, die Lagerung sensibler Güter sowie alle Anwendungen, in denen ein sicherer und reproduzierbarer Schutz vor Feuchtigkeit erforderlich ist.
PORESPHERE™ A-Indikator OG verfügt über eine stark hydrophile Oberfläche sowie eine engporige Mikrostruktur, die gezielt Wassermoleküle bindet, während unpolare Substanzen kaum adsorbiert werden. Dadurch eignet sich dieses Silicagel hervorragend für Anwendungen, in denen eine sehr niedrige Restfeuchte erforderlich ist, ohne dass andere Gase oder Stoffe beeinflusst werden.
Adsorptionsmechanismus
Die Feuchtigkeitsaufnahme erfolgt physikalisch (Physisorption) und nicht über chemische Reaktionen. Wassermoleküle werden durch Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen an den polarisierten Silanolgruppen der Oberfläche angelagert. Diese Gruppen besitzen partiell negativ geladene Sauerstoff- sowie partiell positiv geladene Wasserstoffatome und ziehen polare Wassermoleküle besonders effektiv an. Die engporige Struktur des Typs A verstärkt diesen Mechanismus zusätzlich. Je größer die spezifische Oberfläche der Kügelchen ist, desto mehr aktive Silanolgruppen stehen für die Bindung von Wasser zur Verfügung.
Regeneration
Da es sich um eine rein physikalische Bindung handelt, ist die Adsorption vollständig reversibel. Silicagel kann durch Erhöhung der Temperatur regeneriert werden: Die gespeicherten Wassermoleküle werden dabei aus den Poren wieder freigesetzt. So bleibt das Material über viele Zyklen hinweg leistungsfähig und zuverlässig.
Temperaturabhängigkeit
Die Adsorptionskapazität von Silicagel ist temperaturabhängig. Mit steigender Umgebungstemperatur sinkt die sogenannte Gleichgewichtsbeladung, da die Wasserstoffbrückenbindungen bei höheren Temperaturen schwächer werden. Die höchste Beladung wird in der Grafik beim Test bei ca. 20 °C erreicht, während sie bis 80 °C stetig abnimmt. Ab etwa 120 °C kehrt sich der Prozess vollständig um: Es erfolgt keine Feuchtigkeitsaufnahme mehr, sondern die gebundene Feuchtigkeit wird freigesetzt – also eine thermische Regeneration.
Thermische Regeneration von Silicagel
Die Regeneration von Silicagel erfolgt durch gezielte Wärmezufuhr, wobei das adsorbierte Wasser aus den Poren und von der Oberfläche gelöst wird. Dies kann klassisch durch Heißluft – beispielsweise in Öfen – oder besonders schonend mithilfe von Inertgasen wie Stickstoff (N₂) oder Argon (Ar) geschehen.
Beim Erhitzen verlassen die Wassermoleküle die Porenstruktur. Ohne Trägergas besteht jedoch die Gefahr einer Rückadsorption, da der Wasserdampf in der Umgebung verbleibt und wieder aufgenommen wird. Ein kontinuierlicher Inertgasstrom transportiert die Moleküle zuverlässig aus dem Adsorberbett ab und senkt gleichzeitig den Partialdruck des Wasserdampfs. Dadurch können auch tief gebundene Moleküle vollständig entfernt werden.
Der Einsatz von Stickstoff oder Argon bietet zusätzliche Sicherheit bei Prozessen mit brennbaren Gasen, Lösungsmitteln oder empfindlichen Chemikalien. Da diese Gase inert sind, verhindern sie Oxidationsreaktionen, Zersetzung oder Explosionsgefahren. Besonders trockener Stickstoff mit niedriger absoluter Feuchte erhöht die Effizienz des Regenerationsprozesses nochmals erheblich.
Thermische Regeneration wird in industriellen Trockenanlagen und in der Gasaufbereitung eingesetzt, wo eine konstante Feuchtigkeitskontrolle und eine lange Lebensdauer des Adsorptionsmittels entscheidend sind. In technischen Adsorbern erfolgt die Regeneration meist im Wechsel- oder Zweikammerbetrieb (z. B. in Drucklufttrocknern). Dabei adsorbiert eine Kammer Feuchtigkeit, während die zweite durch erhitzte, bereits getrocknete Luft regeneriert wird. Dieses Verfahren gewährleistet einen kontinuierlichen Betrieb ohne Prozessunterbrechung.
Alternative Regenerationsverfahren
Neben der klassischen thermischen Regeneration kommen – je nach Prozessanforderung – weitere Methoden zum Einsatz:
Vakuumregeneration
Durch Absenkung des Drucks wird die Bindung der Wassermoleküle geschwächt, sodass diese bereits bei deutlich niedrigeren Temperaturen verdampfen. Das Verfahren ist energieeffizient und materialsparend, erfordert jedoch vakuumfeste Anlagen und zusätzliche Pumpentechnik.
Mikrowellen- oder IR-Regeneration
Hierbei werden die Wassermoleküle direkt in den Poren durch Strahlungswärme angeregt. Die Methode ermöglicht eine sehr schnelle und gleichmäßige Regeneration mit reduziertem Energieverlust. Sie eignet sich vor allem für Labor- und High-Tech-Anwendungen, ist jedoch für großtechnische Anlagen weniger praktikabel.