Einfache Feuchtigkeitsbestimmung in Düngemitteln mittels Nahinfrarotspektroskopie
06.04.2021
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Blüten oder Bomben?
Da die Weltbevölkerung ständig zunimmt, ist es wichtig, dass jedes Jahr genügend Pflanzen angebaut werden, um genügend Nahrungsmittel, Kleidung und andere Produkte zu erzeugen. Kulturpflanzen wie Mais, Weizen, Soja und Baumwolle erhalten ihre Nährstoffe aus dem Boden, in dem sie angebaut werden. Düngemittel spielen eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, diese Pflanzen mit den Nährstoffen zu versorgen, die sie für ein gutes Wachstum benötigen.
Ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung hochwertiger, wirksamer Düngemittel ist Ammoniumnitrat (NH4NO3), eine gute Stickstoff- und Ammoniumquelle für Pflanzen.
Ammoniumnitrat wird in Form von kleinen Kügelchen hergestellt, die wie Kochsalz aussehen. Es ist billig im Einkauf und in der Regel sicher in der Handhabung - aber die Lagerung kann ein Problem darstellen. Mit der Zeit nimmt die Verbindung Feuchtigkeit auf, was dazu führt, dass die einzelnen Kügelchen zu einem größeren Block verklumpen. Wenn eine so große Menge an verdichtetem Ammoniumnitrat starker Hitze ausgesetzt wird, kann dies eine Explosion auslösen.
Im Laufe des letzten Jahrhunderts war Ammoniumnitrat in mindestens 30 Katastrophen und Terroranschläge verwickelt. Einer der jüngsten Vorfälle ereignete sich am Abend des 4. August 2020 in Beirut, wo eine Ammoniumnitratexplosion mindestens 220 Menschen tötete und mehr als 5000 verletzte. Diese Explosion ist eine der größten Industriekatastrophen, die jemals mit NH4NO3 in Verbindung gebracht wurden.
Methoden der Feuchtigkeitsanalyse bei Düngemitteln
Bei der Herstellung von Ammoniumnitrat ist es wichtig, den Feuchtigkeitsgehalt zu kontrollieren. Ein niedriger Feuchtigkeitsgehalt ist vorzuziehen, aber eine unnötige Übertrocknung führt zu zusätzlichen Herstellungskosten. Die Vorschriften für die verschiedenen Düngemittel sind weltweit unterschiedlich, aber die lokalen gesetzlichen Grenzwerte stellen sicher, dass die maximal vorhandene Wassermenge nicht überschritten werden darf. Daher sind schnelle, zuverlässige und genaue Methoden für die Bestimmung des Wassergehalts erforderlich. Von den verfügbaren Methoden ist die Karl-Fischer-Titration eine der gebräuchlichsten; die Ofentrocknung beispielsweise kann bei ammoniumnitrathaltigen Düngemitteln nicht angewendet werden.
Im Vergleich zu diesen Methoden bietet die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) einzigartige Vorteile. Es handelt sich um eine sekundäre Technik, die innerhalb von Sekunden zuverlässige Ergebnisse liefert, ohne dass eine Probenvorbereitung erforderlich ist. NIRS ist eine zerstörungsfreie Messtechnik und verursacht gleichzeitig keinen chemischen Abfall.
Lesen Sie unsere früheren Blogbeiträge, um mehr über NIRS als sekundäre Technik zu erfahren.
NIR vs. IR: Was ist der Unterschied?
Wie Sie die NIR-Spektroskopie in Ihren Arbeitsablauf im Labor integrieren
Vorkalibrierungen der NIR-Spektroskopie: Sofortige Ergebnisse
